JP6701338B2 - Biochemical/chemical assay device and method with simplified steps, fewer samples, faster speed and easier to use - Google Patents
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Description
相互参照
本願は、2015年8月10日出願の米国特許仮出願第62/202,989号、2015年9月14日出願の米国特許仮出願第62/218,455号、2016年2月9日出願の米国特許仮出願第62/293,188号、2016年3月8日出願の米国特許仮出願第62/305,123号及び2016年7月31日出願の米国特許仮出願第62/369,181号の利益を主張し、これらの全ての出願が、あらゆる目的のために全体で本明細書に組み込まれる。
CROSS REFERENCE This application is related to US Provisional Application No. 62/202,989 filed on Aug. 10, 2015, US Provisional Application No. 62/218,455 filed on Sep. 14, 2015, Feb. 9, 2016. Provisional Application No. 62/293,188 filed on March 8, 2016, Provisional Application No. 62/305,123 filed March 8, 2016 and Provisional Application No. 62/ on July 31, 2016. No. 369,181, all of which are hereby incorporated by reference in their entireties for all purposes.
分野
本発明は、生化学的/化学的な試料採取、検知、アッセイ、及び用途の分野に関する。
FIELD The present invention relates to the field of biochemical/chemical sampling, sensing, assays, and applications.
背景
多くの生化学的/化学的な検知及び検査(例えば、免疫学的アッセイ、ヌクレオチドアッセイ、血球計数など)、化学反応、並びに他のプロセスでは、プロセス(例えば、試薬の結合、混合など)をスピードアップしかつパラメータ(例えば、分析物濃度、試料体積など)を定量化することができ、試料採取及び測定プロセスを簡略化することができ、小体積の試料を処理することができ、アッセイ全過程を1分間未満で実行可能にし、スマートフォン(例えば、携帯電話)によってアッセイを実行可能にし、非専門者が自分でアッセイを実行可能にし、かつ、検査結果をローカル、遠隔、又はワイヤレスで異なる関係者に通信可能にする、方法及び装置を必要とする。本発明は、これらの必要性に対処する方法、装置、及びシステムに関する。
Background In many biochemical/chemical sensing and testing (eg, immunological assays, nucleotide assays, hemocytometry, etc.), chemical reactions, and other processes, processes (eg, reagent binding, mixing, etc.) It can speed up and quantify parameters (eg, analyte concentration, sample volume, etc.), simplify the sampling and measurement process, can handle small volume samples, and can assay the entire assay. The process can be performed in less than 1 minute, the assay can be performed by a smartphone (eg mobile phone), the non-specialist can perform the assay himself, and the test results can be related locally, remotely or wirelessly. What is needed is a method and apparatus that enables a person to communicate. The present invention relates to methods, apparatus and systems that address these needs.
以下の概要は、本発明の全ての特徴及び態様を含むことを意図するものではない。本発明は、従来の多くの検知方法及び装置に比べて、生化学的/化学的検知(免疫学的アッセイ、核酸アッセイ、電解質分析などを含むが、これらに限定されない)をより速くし、より敏感にし、ステップがより少なく、より実行しやすく、必要な試料の量がより少なく、専門的な支援に対する必要性がより少なくもしくは減少し(又は不要)、かつ/又はコストがより低い方法、装置、及びシステムに関する。 The following summary is not intended to include all features and aspects of the present invention. The present invention provides faster and more biochemical/chemical sensing (including but not limited to immunological assays, nucleic acid assays, electrolyte analysis, etc.) over many conventional sensing methods and devices. Methods, devices that are more sensitive, have fewer steps, are easier to perform, require less sample, have less or less need (or no) for professional assistance, and/or have lower costs , And the system.
現在の多くの実験室検査の目標は、試料中のある分析物の絶対濃度を正確に決定することである。例えば、RBC検査は、規定量の全血における赤血球の数を数え、次に、全血の1マイクロリットルあたりの赤血球の数を計算することを含む。しかし、このような計測は、通常、特別な計器及び/又は比較的小体積の生体液を正確に測定できる正確な測定装置(正確なピペットなど)を必要とするため、特別な検査センターを利用しない場合(即ち、「家庭で」、「薬局で」又は「臨床現場」の環境において)、実行に困難な場合がある。 The goal of many current laboratory tests is to accurately determine the absolute concentration of an analyte in a sample. For example, the RBC test involves counting the number of red blood cells in a defined volume of whole blood and then calculating the number of red blood cells per microliter of whole blood. However, such measurements typically require special instruments and/or accurate measuring devices (such as accurate pipettes) that can accurately measure relatively small volumes of biological fluids, and thus require the use of specialized testing centers. If not (ie, "at home", "at the pharmacy", or in a "clinical setting" environment), it may be difficult to perform.
関連のある体積の計測
多くのアッセイは、試料中のある分析物の絶対濃度を提供する。しかし、小体積(例えば、100nL〜10μl)しか分析しない場合、そのようなアッセイの結果は非常に不正確になる。これは、小体積では正確に分注及び/又は計測することが困難なためである。
Volume Measurement of Relevance Many assays provide the absolute concentration of an analyte in a sample. However, if only a small volume (
いくつかのアッセイにおいて、液体試料を、スペーサにより離された2つのプレートの間に配置して、分析することができる。理論的に、分析される試料の体積は、分析される試料の面積と分析される試料の厚さを乗算することで計算できる。しかし、実際には、このような推定は、容易に行えず、様々な原因で非常に不正確である。例として、いくつかの装置は、ビーズを用いてプレートを離間させ、ビーズ又はこれらのプレートの1つが変形可能である。このような装置は以下の理由で不正確になりやすい。
・球状のスペーサは、これらのプレートとの接触領域がはるかに小さい(ほぼ1つの点になる)。このような装置では、はるかに小さい接触領域のため、単位あたりに加えられたプレス力に対して、プレートと球体との接触領域に加えられる圧力がはるかに大きい。大きな圧力のため、球体及び/又はプレート(それらが可撓性であれば)が変形し、任意の計測値が歪む。
・球状のスペーサは、通常、2つのプレートの間にランダムに分布している。球状のスペーサがランダムに分布しているので、スペーサ間の距離は大きく変動し、いくつかの距離はかなり大きい。これにより、スペーサ及び/又はプレート(それらが可撓性であれば)は、いくつかの領域において他の領域と比較してはるかに大きく変形し、結果も歪む。
・互いに近接してランダムに配置されたスペーサは、分析物(例えば、細胞)の移動を妨害する障害物となる可能性があるため、より多くの困難を引き起こす可能性がある分析物又は細胞の「塊」を生成する恐れがある。
・これらのプレートの1つが大きく変形すると、細胞を溶解させる可能性があり、細胞計数の作業においてエラーを引き起こす可能性がある。
・分析される領域における球状のスペーサの数も、スペーサ及び/又はこれらのプレートの1つが変形した程度も試料によって異なるので、体積の計算は不正確である。
・変形によって、分子がこれらのプレートの1つの表面に拡散するのに必要な時間の変動が生じる。
In some assays, liquid samples can be placed between two plates separated by a spacer and analyzed. Theoretically, the volume of the analyzed sample can be calculated by multiplying the area of the analyzed sample by the thickness of the analyzed sample. However, in practice, such an estimation is not easily done and is very inaccurate due to various causes. By way of example, some devices use beads to space the plates, and the beads or one of these plates is deformable. Such devices are prone to inaccuracy for the following reasons.
• The spherical spacers have a much smaller contact area with these plates (almost one point). In such a device, due to the much smaller contact area, the pressure exerted on the contact area between the plate and the sphere is much greater for the pressing force applied per unit. The large pressure causes the spheres and/or plates (if they are flexible) to deform, distorting any measurements.
The spherical spacers are usually randomly distributed between the two plates. Since the spherical spacers are randomly distributed, the distance between the spacers fluctuates greatly and some distances are quite large. This causes the spacers and/or plates (if they are flexible) to deform much more in some areas compared to other areas and distort the results as well.
• Randomly placed spacers in close proximity to each other can interfere with the movement of the analyte (eg, cells) and thus cause more difficulties for the analyte or cells. May create "lumps".
-A large deformation of one of these plates can lyse the cells and can cause errors in the cell counting task.
The volume calculation is inaccurate, as the number of spherical spacers in the area to be analyzed and the extent to which the spacers and/or one of these plates are deformed vary from sample to sample.
-The deformation causes a variation in the time required for the molecules to diffuse to the surface of one of these plates.
球状のスペーサを用いた装置において、分析された試料の部分の体積は、a)分析された試料の体積における球体を数えること、及び、b)一層の試料の厚さを実験的に推定する(例えば、プレートの間の距離を計算するために使用できる既知濃度の較正物質を含有する非混和性液体などの内部標準を添加する)ことにより、潜在的に推定することができる。しかし、これらの余分なステップは、実行に不便であり、上部プレート及び/又はスペーサが使用中に大きく変形するため、このような装置から取得した計測値は依然としてそれほど正確ではない。 In a device with a spherical spacer, the volume of a portion of the analyzed sample is a) counting the spheres in the volume of the analyzed sample, and b) experimentally estimating the thickness of one layer of the sample ( This can potentially be estimated by, for example, adding an internal standard such as an immiscible liquid containing a known concentration of calibrator that can be used to calculate the distance between plates). However, these extra steps are inconvenient to perform and the measurements obtained from such devices are still not very accurate, as the top plate and/or the spacer will be significantly deformed during use.
対照的に、本発明の方法及び装置の実施形態は、実質的に均一な高さ、実質的に均一な断面(例えば、真直ぐな側壁を有する柱)及び平面の(すなわち、「平坦な」)頂部を有する、一定かつ定義された距離(すなわち、ポアソン統計によるランダムな位置ではない)で互いに離される規則的なパターンで、これらのプレートの1つ以上のプレートに固定されたスペーサに依存する。本方法及び装置のいくつかの実施形態の使用中、スペーサ及びプレートは、いかなる寸法においても著しく圧縮又は変形せず、少なくともプレートが閉鎖位置にありかつ毛管力により引っ張られている間は、著しく圧縮又は変形しない。本装置は、本装置の使用において、データが取得される試料の一部の体積(すなわち、「関連のある体積」、又は分析される領域内の試料の一部の体積)を非常に容易かつ正確に計算でき、場合によっては、たとえ未知の量の試料が装置上に付着したとしても、アッセイを開始する前に計算することさえできる。閉鎖位置では、プレートは実質的に平坦であり(試料の厚さが均一であることを意味する)、分析領域内のスペーサの数及び寸法が分かっているので、該領域内の試料の体積を容易に高精度で計算することができるアッセイを行った後、領域内のスペーサを数える必要も一層の試料の厚さを推定する必要もなく、関連のある体積試料を決定することができる。特定量の試料を装置内に付着させる必要もある。さらに、インキュベーションの開始時に、分析物分子は、別の領域に比べてある領域に集中せずに関連のある体積全体にわたって(ポアソン統計に許容される程度まで)均一に分布されるべきである。 In contrast, embodiments of the methods and apparatus of the present invention have substantially uniform height, substantially uniform cross-section (eg, pillars with straight sidewalls) and planar (ie, “flat”). It depends on spacers fixed to one or more of these plates in a regular pattern with tops spaced apart from each other by a constant and defined distance (i.e. not random positions according to Poisson statistics). During use of some embodiments of the method and apparatus, the spacers and plates do not significantly compress or deform in any dimension, and at least while the plates are in the closed position and pulled by capillary forces. Or does not deform. The device makes it very easy to use in the use of this device the volume of the sample for which data is acquired (ie the “relevant volume”, or the volume of the sample in the area to be analyzed) It can be calculated accurately, and in some cases even unknown amounts of sample can be calculated before starting the assay, even if deposited on the device. In the closed position, the plate is substantially flat (meaning that the sample thickness is uniform) and the number and dimensions of the spacers in the analysis area are known, so that the volume of the sample in that area is After performing an assay that can be easily calculated with high accuracy, the relevant volume sample can be determined without the need to count spacers in the region or to estimate further sample thickness. It is also necessary to deposit a certain amount of sample in the device. Moreover, at the beginning of the incubation, the analyte molecules should be evenly distributed (to the extent that Poisson statistics allow) over the relevant volume rather than being concentrated in one region compared to another.
短縮された反応時間
既知であるが、水性環境において多くの分析物の拡散定数が非常に低いため、多くのアッセイでは長いインキュベーション時間(常に数時間、場合によっては数日)、攪拌、及び混合を促進する薬剤又は力の使用を必要とする。このようなアッセイは、分析物がこれらのプレートの1つの初期位置から、遠隔の場所に横方向に拡散可能に設計される(例えば、Weiら、Nucl. Acids Res. 33: e78及びToeglら、J. Biomol. Tech. 2003 14: 197−204を参照する)。このようなシステムは、結果を取得することに数時間かかることがあるため、制限されている。さらに、結果を取得した場合、通常、反応が終了した時点で反応が平衡に達しているとは確実に言い難い。特に、この不確かさのため、試料中の分析物の絶対濃度を推定することが不可能になる。
Short Reaction Times Known assays, but due to the very low diffusion constants of many analytes in an aqueous environment, many assays require long incubation times (always hours, sometimes days), agitation, and mixing. It requires the use of promoting agents or forces. Such assays are designed to allow the analytes to diffuse laterally from an initial position on one of these plates to a remote location (eg, Wei et al., Nucl. Acids Res. 33: e78 and Toegl et al. J. Biomol. Tech. 2003 14:197-204). Such systems are limited because it can take several hours to get the results. Furthermore, when the results are obtained, it is usually hard to say for sure that the reaction has reached equilibrium at the end of the reaction. In particular, this uncertainty makes it impossible to estimate the absolute concentration of the analyte in the sample.
以下で詳細に説明するように、本方法及び装置のいくつかの実施形態において、スペーサの高さ及びアッセイ終点は、アッセイ中に分析物が横方向に拡散する量を制限するように選択することができる。これらの場合、そのようなアッセイ(典型的には結合アッセイ)は、非常に短い時間で実行することができる。また、試料全体が分析されていなくても又は未知の量であっても、試料中の分析物の濃度を非常に正確に推定することができる。 As described in detail below, in some embodiments of the present methods and devices, the spacer height and assay endpoint are selected to limit the lateral diffusion of the analyte during the assay. You can In these cases, such an assay (typically a binding assay) can be performed in a very short time. Also, the concentration of the analyte in the sample can be very accurately estimated, whether the entire sample is unanalyzed or of unknown quantity.
これらの実施形態において、i.閉鎖構成で標的実体が、厚さが均一な層の厚さを横切って拡散することに要する時間以上の時間(すなわち、分析物があるプレートから他のプレートに垂直に拡散することに要する時間よりも短い時間)で、及びii.標的実体が結合部位の所定の面積の直線寸法にわたって横方向に拡散することに要する時間より短い時間(すなわち、分析物が結合部位の一側から他側に横方向に拡散することに要する時間)より短い時間で、アッセイを停止すること及び/又はアッセイ結果を読み取ることができる。このような「局所的結合」構成では、データが取得される試料の一部の体積(「関連のある体積」)は、分析領域のすぐ上にある試料の体積であるため、合理的かつ正確に推定されることができる。実際に、データが取得される試料の一部の体積は、アッセイの開始前に知ることができる。このような「局所的結合」の実施形態は、試料及び任意の検出試薬が結合部位の上にある薄層としてプレスされるので、任意の検体及び/又は検出試薬の間の結合が、試料を薄層としてプレスしていない実施形態においてより、例えば、一滴の試料が単に結合部位を有するプレートの上部に置かれる場合より迅速に平衡に達する、という付加的な利点を有する。このように、多くの場合、数分ではなく数秒で結合平衡に達し、このように、多くのアッセイ、特に結合アッセイは、例えば1分未満で非常に迅速に完了することができる。 In these embodiments, i. The time required for the target entity in the closed configuration to diffuse across the thickness of a layer of uniform thickness (i.e., more than the time it takes for the analyte to diffuse vertically from one plate to another). Short time), and ii. Time shorter than the time it takes for the target entity to diffuse laterally over the linear dimension of a given area of the binding site (ie, the time it takes for the analyte to diffuse laterally from one side of the binding site to the other). In less time, the assay can be stopped and/or the assay results read. In such a “locally coupled” configuration, the volume of the part of the sample for which data is acquired (“relevant volume”) is the volume of the sample that is directly above the analysis area, which is rational and accurate. Can be estimated. In fact, the volume of the part of the sample from which the data was taken can be known before the start of the assay. Such a "local binding" embodiment is one in which the binding between any analyte and/or detection reagent causes the sample and any detection reagent to be pressed as a thin layer overlying the binding site. It has the additional advantage of the embodiment not pressed as a thin layer that equilibrium is reached more quickly, for example when a drop of sample is simply placed on top of the plate with the binding sites. As such, binding equilibrium is often reached in seconds rather than minutes, and thus many assays, especially binding assays, can be completed very quickly, eg, in less than 1 minute.
多重化
また、「局所的結合」構成は、異なる反応を互いに流体的に隔離することなく多重アッセイを実行することを可能にする。言い換えれば、複数のアッセイを、アッセイが互いに隔離されていない(すなわち、流体的隔離なし)開放環境で実行することができる。例えば、局所的結合の実施形態において、同一の試料中の2種の異なる分析物を並行してアッセイすることができ、分析物があるアッセイ領域から他のアッセイ領域に拡散する前にアッセイを停止及び/又はアッセイ結果を読み取るので、試料中の分析物が互いに流体的に隔離されていなくても、試料中のこれらの分析物の絶対濃度をそれぞれ確定することができる。
Multiplexing The "local binding" configuration also allows multiple assays to be performed without fluidly isolating different reactions from each other. In other words, multiple assays can be run in an open environment where the assays are not isolated from each other (ie, no fluidic isolation). For example, in a local binding embodiment, two different analytes in the same sample can be assayed in parallel, stopping the assay before the analytes diffuse from one assay area to another. And/or by reading the assay results, the absolute concentration of each of these analytes in the sample can be determined even though the analytes in the sample are not in fluid isolation from each other.
単に試料を2つのプレートの間に挟んで、拡散が制限される方法でアッセイを行うことにより、流体的隔離なしで、1つの試料に対して複数のアッセイを行うことができ、いくつかの利点がある。例えば、体積が未知の一滴の試料(例えば、血液)を単に滴下し、試料とプレートを一緒にプレスすることで試料をプレートに広げ、試料を一定の時間インキュベートして、装置内の複数の部位から読み取りを行うことにより、アッセイを完了することができる。このような方法を実施する場合、正確な流体移送及び/又は計測装置がなくては実行しにくい、規定量の試料を若干のチャンバに移すことを、必要としない。なお、上記の理由で、アッセイは非常に迅速である。さらに、プレートを「壁」を有するものに製造する必要がないので、装置の製造は容易である。最後に、プレートのいずれかにも、ポート、すなわち、装置が閉鎖位置にある間は試料又は試薬の添加又は除去のために潜在的に使用されるポートを、必要としない。 Multiple assays can be performed on one sample without fluidic isolation by simply sandwiching the sample between two plates and performing the assay in a diffusion limited manner, with some advantages. There is. For example, simply drop a drop of a sample of unknown volume (eg, blood), spread the sample onto the plate by pressing the sample and plate together, and incubate the sample for a period of time to allow for multiple sites within the device. The assay can be completed by reading from. When performing such a method, it is not necessary to transfer a defined amount of sample to some chambers, which is difficult to perform without accurate fluid transfer and/or metrology equipment. Note that the assay is very rapid for the reasons mentioned above. Furthermore, the device is easy to manufacture, since it is not necessary to manufacture the plate with "walls". Finally, neither of the plates requires a port, i.e. a port potentially used for addition or removal of sample or reagents while the device is in the closed position.
増幅表面
また、本装置及び方法のいくつかの実施形態において、装置は、「増幅表面」を含むことができ、例えば、検出試薬により生成された蛍光又は発光などのシグナルを増強する表面を参照する。場合によっては、ナノプラズモン効果(例えば、表面増強ラマン散乱)により信号を増強することができる。LiらのOptics Express 2011 19:3925−3936及びWO2012 / 024006は、増幅表面によるシグナル増強の例を記載しており、参照により本明細書に組み込まれる。場合によっては、増幅表面は、ディスク・カップルド・ドット・オン・ピラー・アンテナアレイ(D2PA)であってもよく、これは米国特許第9,013,690号に記載されている。使用中、シグナルを増強可能に構成されていない検出器と比較して、増幅表面を含む装置はシグナルを103倍以上増幅することができ、したがって、非常に高い感度での分析物検出を可能にする。いくつかの実施形態において、例えばWO2014144133に記載の方法を用いて、関連のある体積の試料中の分析物、特にサンドイッチアッセイを用いて検出された非細胞分析物の量をデジタル的にカウントすることができる。増幅表面の使用は、場合によっては、アッセイをスマートフォンなどを用いて読み取ることを可能にする。
Amplification Surface Also, in some embodiments of the present devices and methods, the device can include an “amplification surface”, eg, referencing a surface that enhances a signal such as fluorescence or luminescence generated by a detection reagent. .. In some cases, the signal can be enhanced by nanoplasmonic effects (eg, surface-enhanced Raman scattering). Li et al., Optics Express 2011 19: 3925-3936 and WO 2012/024006 describe examples of signal enhancement by an amplification surface and are incorporated herein by reference. In some cases, the amplification surface may be a disk-coupled dot-on-pillar antenna array (D2PA), which is described in US Pat. No. 9,013,690. In use, a device containing an amplification surface can amplify the signal by a factor of 10 3 or more, compared to a detector that is not configured to enhance the signal, thus enabling analyte detection with very high sensitivity. To In some embodiments, digitally counting the amount of an analyte in a sample of relevant volume, particularly a non-cellular analyte detected using a sandwich assay, using, for example, the method described in WO2014144133. You can The use of an amplification surface optionally allows the assay to be read using a smartphone or the like.
その他の特徴
本装置の実施形態において、プレートが水性環境に浸漬されている場合、1つ以上のプレートに固定されたスペーサの位置が変更されるか、又はスペーサが押し流されることはない。スペーサは、球形ではなく、静電力、重力などのような弱い力によりプレートの表面に固定されていない。いくつかの実施形態において、スペーサを有するプレートは一体型であってもよい。多くの実施形態において、スペーサは、予め製造して次にプレートに固定される(例えば、貼り付けられるなど)ものではない。むしろ、スペーサを、エンボス及び/又は微細加工(例えば、フォトリソグラフィ)プロセスを用いて、プレート上に成長及び/又はエッチングしてもよい。
Other Features In an embodiment of the device, when the plates are submerged in an aqueous environment, the position of spacers secured to one or more plates is not changed or the spacers are not washed away. The spacer is not spherical and is not fixed to the surface of the plate by a weak force such as electrostatic force or gravity. In some embodiments, the plate with spacers may be monolithic. In many embodiments, the spacer is not prefabricated and then affixed (eg, affixed, etc.) to the plate. Rather, spacers may be grown and/or etched on the plate using embossing and/or microfabrication (eg, photolithography) processes.
閉鎖位置において、上部プレート(可撓性であってもよい)が分析されている試料の一部(試料の「関連のある体積」)の上で大きく変形しないように、スペーサのパラメータ(例えば、それらの断面、間隔、及び密度など)を最適化することができる。場合によっては、スペーサのパラメータは、上部プレートの可撓性により調節することができる。例えば、上部プレートがより可撓性であれば、スペーサは互いにより近くなる可能性がある。同様に、上部プレートの可撓性が低ければ、スペーサがより遠くなる可能性がある。 In the closed position, the parameters of the spacer (eg, such that the top plate, which may be flexible) is not significantly deformed over the part of the sample being analyzed (the “relevant volume” of the sample). Their cross-section, spacing, density, etc.) can be optimized. In some cases, the spacer parameters can be adjusted by the flexibility of the top plate. For example, if the top plate is more flexible, the spacers can be closer together. Similarly, if the top plate is less flexible, the spacers may be farther apart.
さらに、本装置の多くの実施形態の使用において、装置を閉じた後、分析物は装置を通って指向的に移動することがない。このように、Austin(米国特許第6,632,652号)に記載されているように、閉鎖構成では、分析物が選別又は分画されず、分析物が(例えば、重力又は電気泳動により)装置を通って強制的かつ指向的に流れない可能性がある。多くの場合、装置を電源に結合して起電力を発生させる必要はない。多くの実施形態において、試料が広げられている間に、分析物(細胞)の通過を妨害する「障害物」がないので、分析物は、別の領域に比べてある領域に集中しておらず、関連のある体積全体にわたって(ポアソン統計に許容される程度まで)均一に分布する。さらに、他の装置において、カバープレートの機能は、液体の漏出を防止するために装置を密閉することであり、そのため、いずれのプレートにも試料がない場合、カバープレートは基板の上部に配置することができる。このような装置は、液体を開放したプレート表面に押して、分析できる試料の薄層を生成することをしない。また、その他の装置において、柱の重要な機能は、ナノ粒子(例えば、細胞など)を「フィルタリング」又は選別することである。したがって、柱の間の距離は、カバープレートと基板との間の間隔を均一にするという目的のためではなく、選別されたナノ粒子によって決定される。最後に、Austinの装置のような多くの装置において、選別の精度は、主にプレートの間の間隔ではなく、柱の間の距離により制御され、プレートの間の間隔の制御は、重要ではないと思われる。したがって、このような開示では、柱のサイズ、形状、柱の間の間隔などを変化させることにより、プレート間隔の均一性を変更することはない。 Further, in use of many embodiments of the device, analytes do not move directionally through the device after the device is closed. Thus, in the closed configuration, analytes are not sorted or fractionated, as described in Austin (US Pat. No. 6,632,652), and the analytes (eg, by gravity or electrophoresis). It may not flow forcedly and directionally through the device. In many cases, it is not necessary to couple the device to a power source to generate electromotive force. In many embodiments, the analyte is concentrated in one area relative to another, as there are no "obstacles" that interfere with the passage of the analyte (cell) while the sample is being spread. Instead, it is evenly distributed (to the extent that Poisson statistics allow) over the relevant volume. Furthermore, in other devices, the function of the cover plate is to seal the device to prevent leakage of liquid, so that if neither plate has sample, the cover plate should be placed on top of the substrate. be able to. Such devices do not push liquid onto open plate surfaces to produce a thin layer of sample that can be analyzed. Also, in other devices, an important function of the pillars is to “filter” or sort nanoparticles (eg, cells, etc.). Therefore, the distance between the pillars is determined by the sorted nanoparticles, not for the purpose of uniform spacing between the cover plate and the substrate. Finally, in many devices, such as the Austin device, the accuracy of the sorting is controlled primarily by the distance between the columns, not by the distance between the plates, and control of the distance between the plates is not important. I think that the. Accordingly, such disclosure does not alter the plate spacing uniformity by changing the pillar size, shape, spacing between the pillars, and the like.
上記を考慮して、本装置及び方法は、使用しやすく、安価で、製造しやすく、非常に迅速な、液体試料中の分析物(又は装置及び方法が多重方式で実装されている場合は複数の分析物)の絶対濃度を決定する方法を提供する。 In view of the above, the present apparatus and methods are easy to use, inexpensive, easy to manufacture, and very fast for multiple analytes in a liquid sample (or multiple, if the apparatus and methods are implemented in multiplex fashion). Analyte).
本発明の1つの態様は、より簡単な、迅速なかつ/又はより優れたアッセイのために、一対の互いに移動可能な特殊プレートを使用して小体積の試料又は1つ又は複数の試薬又はその両方を操作する手段である。該操作は、試料の再形成、試料流動の強制、試料と試薬の接触、試料量の計測、拡散距離の短縮、衝突頻度の増加などを含むが、これらに限定されず、それらのすべてはある特定のアッセイに対する有益な効果を有する。本発明において、プレート上の特別な特徴及び特性、プレートを取り扱う特別な方法、並びに試薬及び試料を取り扱う特別な方法は、アッセイにおける優位性を提供する。 One aspect of the invention is the use of a pair of mutually movable special plates for a smaller volume of sample or one or more reagents, or both, for a simpler, faster and/or better assay. Is a means for operating. The operations include, but are not limited to, sample reformation, forced sample flow, sample-reagent contact, sample volume measurement, shortened diffusion distance, increased collision frequency, and the like. Has a beneficial effect on a particular assay. In the present invention, the special features and characteristics on the plates, the special methods for handling the plates, and the special methods for handling the reagents and samples provide advantages in the assay.
本発明の1つの態様は、プレートに付着した液体試料の小さな液滴の少なくとも一部を、制御された、所定の、そして広い領域にわたって均一な厚さを有する薄膜にする手段である。該均一な厚さは、1μm未満ほど薄くてもよい。さらに、本発明は、環境への蒸発がなく、同じ均一な厚さを長期間維持することを可能にする。 One aspect of the invention is a means for forming at least a portion of a small droplet of a liquid sample attached to a plate into a thin film having a controlled, predetermined, and uniform thickness over a wide area. The uniform thickness may be as thin as less than 1 μm. Moreover, the present invention allows the same uniform thickness to be maintained for a long time without evaporation to the environment.
本発明の別の態様は、ピペットなどを使用せずに、本発明によって形成された所定の均一に薄い試料厚さを利用して試料の一部又は全体の体積を決定する手段である。 Another aspect of the present invention is a means for determining a partial or total volume of a sample utilizing the predetermined uniformly thin sample thickness formed by the present invention without the use of a pipette or the like.
本発明の別の態様は、平坦な頂部及びほぼ均一な横断面を有する柱形状を有する(2つのプレートの間の間隔を制御するための)スペーサの1つの実施形態である。このようなスペーサは、ボール(ビーズ)状のスペーサに対して、試料の厚さの制御における多くの優位性を提供する。 Another aspect of the invention is one embodiment of a spacer (for controlling the spacing between two plates) having a pillar shape with a flat top and a substantially uniform cross section. Such spacers offer many advantages in controlling sample thickness over ball (bead) spacers.
本発明の別の態様は、平坦な頂部及びほぼ均一な横断面を有する柱形状を有する(2つのプレートの間の間隔を制御するための)スペーサの複数の実施形態である。このようなスペーサは、ボール(ビーズ)状のスペーサに対して、試料の厚さの制御における多くの優位性を提供する。 Another aspect of the invention is multiple embodiments of spacers (for controlling the spacing between two plates) having a pillar shape with a flat top and a substantially uniform cross section. Such spacers offer many advantages in controlling sample thickness over ball (bead) spacers.
本発明の別の態様は、試料の2つの部分の間で流体的な分離を使用せずに、試料の他の部分ではなく、主に試料のほんの一部でのみ特定の化学反応(又は混合)を発生させる手段である。 Another aspect of the invention is the use of a particular chemical reaction (or mixing) primarily in only a small portion of the sample, but not in the other parts of the sample, without the use of fluidic separation between the two parts of the sample. ) Is a means to generate.
本発明の別の態様は、試料の異なる部分の間で流体的な分離を使用せずに、試料の他の部分ではなく、主に試料のほんの一部でのみ複数の化学反応(又は混合)を発生させる手段である。このように、本発明は、異なる反応部位の間で流体的に分離することなく、小さい一滴の試料を用いて多重アッセイを並行して行うことを可能にする。 Another aspect of the invention is the use of multiple chemical reactions (or mixing), predominantly only in a small portion of the sample, but not in other parts of the sample, without the use of fluidic separation between different parts of the sample. Is a means to generate. Thus, the present invention allows multiple assays to be run in parallel with small drops of sample without fluidic separation between different reaction sites.
本発明の別の態様は、アッセイ(例えば、免疫学的アッセイ、核酸アッセイなど)をより迅速にする手段である。例えば、飽和インキュベーション時間(分子間の結合が平衡に達するための時間)を数時間から60秒未満に短縮する。 Another aspect of the invention is a means of making assays (eg, immunological assays, nucleic acid assays, etc.) more rapid. For example, the saturation incubation time (the time for intermolecular binding to reach equilibrium) is reduced from a few hours to less than 60 seconds.
本発明の別の態様は、増幅表面、大きな又は明るい標識などを含む、1つの方法又は複数の方法の組み合わせにより検出感度を有意に向上させる手段である。 Another aspect of the invention is a means of significantly increasing detection sensitivity by one method or a combination of methods, including an amplification surface, large or bright labels, and the like.
本発明の別の態様は、例えば0.5μL(マイクロリットル)以下のような、非常に少量の試料を用いてアッセイを行う手段である。 Another aspect of the invention is a means to perform the assay using a very small sample volume, eg 0.5 μL (microliter) or less.
本発明の別の態様は、微小な体液を被験者から直接的に検査領域又は試料領域に付着させることを可能にすることにより、アッセイを簡略化する手段である。 Another aspect of the invention is a means of simplifying the assay by allowing minute body fluids to be deposited directly from the subject onto the test or sample area.
本発明の別の態様は、プレートに試薬を予め塗布することによりアッセイを簡略化しかつスピードアップする手段である。例えば、プレートに捕捉剤及び検出剤を予め塗布し、乾燥する。別の例は、全ての必要な検出試薬をプレートに予め塗布し、他の試薬を付着させる必要なく、予め塗布されたプレートに試料を付着させることにより検知を行う。 Another aspect of the invention is a means to simplify and speed up the assay by pre-coating the plate with reagents. For example, the plate is pre-coated with the capture agent and the detection agent and dried. Another example performs detection by pre-coating the plate with all the necessary detection reagents and attaching the sample to the pre-coated plate without the need to deposit other reagents.
本発明の別の態様は、携帯電話によりアッセイの読み取りを実行する手段である。 Another aspect of the invention is a means for performing an assay reading by cell phone.
本発明の別の態様は、1対のプラスチックの間に自分の体液(例えば唾液)を直接滴下して、60秒未満で自身のバイオマーカーを自分で検査することを可能にする手段である。
[本発明1001]
(a)分析物を含有する試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレートと第2のプレートを取得するステップであって、それぞれのプレートが、実質的に平坦な試料接触面を有し、1つ又は2つのプレートが可撓性であり、前記プレートの1つ又は2つはそれぞれの試料接触面に固定されたスペーサを含み、前記スペーサは所定の実質的に均一な高さ、及び、前記分析物の大きさより少なくとも約2倍大きく最大200μm(マイクロメータ)である所定の一定のスペーサ間距離を有する、ステップ、
(c)前記プレートが開放構成で構成されている時に、前記試料を前記プレートの1つ又は2つに付着させるステップであって、前記開放構成は、前記2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつ前記プレート間の間隔が前記スペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、前記2つのプレートを用いて前記試料の少なくとも一部を圧縮して実質的に均一な厚さの層にするステップであって、前記均一な厚さが前記プレートの前記試料接触面によって制限され、前記層の前記均一な厚さが前記スペーサと前記プレートによって調節され、前記圧縮は、
前記2つのプレートを一体にすること、及び
前記プレートを一緒に閉鎖構成までプレスするために、並行して又は順次に前記プレートのうちの少なくとも1つのプレートのある領域を適当にプレスし、適当な前記プレスにより前記試料の前記少なくとも一部に対する前記プレート上の実質的に均一な圧力が生成され、前記プレスにより前記試料の前記少なくとも一部が前記プレートの前記試料接触面間に横方向に広がり、前記閉鎖構成が、均一な厚さ領域の前記層における前記プレート間の前記間隔が前記スペーサにより調節される構成であること
を含む、ステップ、並びに
(e)前記プレートが前記閉鎖構成である間に、前記均一な厚さの層内の前記分析物を分析するステップ
を含む、液体試料を分析するための方法であって、
前記適当なプレスは、前記プレートの外面の形状変化に関わらず、ある領域に加えた圧力を実質的に一定にする方法であり、
前記並行プレスは、所期の領域に圧力を同時に加え、前記順次プレスは、所期の領域の一部に圧力を加え、かつ徐々に他の領域に移行する、方法。
[本発明1002]
ステップ(d)の後かつステップ(e)の前に、前記方法は、前記プレートが前記閉鎖構成になった後に適当なプレス力を除去するステップをさらに含み、前記適当なプレス力を除去した後、前記均一な厚さの層の厚さは、(i)前記適当なプレス力を除去する前の前記均一な厚さの層の厚さと実質的に同じであり、かつ(ii)前記スペーサの高さから10%未満逸脱している、本発明1001の方法。
[本発明1003]
ステップ(c)の試料付着は、いかなる移送装置も使用しない、被験者から前記プレートへの直接的な付着である、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1004]
ステップ(c)の付着の間、前記プレートに付着する前記試料の量は不明である、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1005]
前記分析するステップ(e)は、関連のある試料体積の側面積を測定することによって前記関連のある試料体積の体積を計算するステップ、及び前記側面積及び所定のスペーサ高さから前記体積を計算するステップを含む、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1006]
前記分析するステップ(e)は、
i.フォトルミネセンス、エレクトロルミネッセンス、及び電気化学発光から選択される発光、
ii.表面ラマン散乱、
iii.抵抗、静電容量、及びインダクタンスから選択される電気的インピーダンス、又は
iv.i.〜iii.の任意の組み合わせ
を計測するステップを含む、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1007]
前記分析するステップ(e)は、前記分析物の読み取り、画像分析、もしくは計数、又はそれらの組み合わせを含む、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1008]
前記試料は1つ以上の分析物を含み、1つ又は2つのプレート試料接触表面は1つ以上の結合部位を含み、前記結合部位はそれぞれ、それぞれの分析物に結合してそれを固定化する、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1009]
1つ又は2つのプレート試料接触表面は、それぞれ1つ以上の試薬を貯蔵する1つ以上の貯蔵部位を含み、前記試薬は、ステップ(c)の間に又は後に前記試料中に溶解及び拡散する、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1010]
1つ又は2つのプレート試料接触表面は1つ以上の増幅部位を含み、前記1つ以上の増幅部位はそれぞれ、前記分析物又は前記分析物の標識が1つの増幅部位から500nm以内にある場合に前記分析物又は前記標識からの信号を増幅できる、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1011]
i.1つ又は2つのプレート試料接触表面は1つ以上の結合部位を含み、前記結合部位はそれぞれ、それぞれの分析物に結合してそれを固定化する、或いは
ii.1つ又は2つのプレート試料接触表面は、それぞれ1つ以上の試薬を貯蔵する1つ以上の貯蔵部位を含み、前記試薬は、ステップ(c)の間に又は後に前記試料中に溶解及び拡散し、前記試料は、1つ以上の分析物を含む、或いは、
iii.前記分析物又は前記分析物の標識が増幅部位から500nmである場合に1つ以上の増幅部位はそれぞれ、前記分析物又は前記標識からの信号を増幅できる、或いは、
iv.i.〜iii.を任意に組み合わせる、
前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1012]
前記液体試料は、羊水、房水、硝子体液、血液(例えば全血、分画血液、血漿、又は血清等)、母乳、脳脊髄液(CSF)、耳垢(耳あか)、乳糜、糜汁、内リンパ液、外リンパ液、糞便、呼吸、胃酸、胃液、リンパ液、粘液(鼻汁及び粘液質を含む)、心膜液、腹膜液、胸膜液、膿液、粘膜分泌物、唾液、呼気凝縮液、皮脂、精液、喀痰、汗、滑液、涙液、嘔吐物、及び尿液から選択される生体試料である、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1013]
前記閉鎖構成における前記均一な厚さの層は150μmより小さい、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1014]
ステップ(d)の間の前記適当なプレスは人の手による、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1015]
ステップ(d)の前記適当なプレスは、加圧液体、加圧気体、又はコンフォーマル材料によって提供される、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1016]
前記分析するステップは、前記均一な厚さの層内の細胞を計数するステップを含む、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1017]
前記分析するステップは、前記均一な厚さの層においてアッセイを行うステップを含む、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1018]
前記アッセイは結合アッセイ又は生化学アッセイである、本発明1017の方法。
[本発明1019]
前記付着した試料の総体積は0.5μLより小さい、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1020]
前記プレートの1つ又は2つに複数滴の試料を付着させる、前記本発明のいずれかの方法。
[本発明1021]
第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
i.前記プレートが、異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、
ii.1つ又は2つのプレートが可撓性であり、
iii.各前記プレートが、そのそれぞれの表面上に、分析物を含む試料と接触するための試料接触領域を有し、
iv.前記プレートの1つ又は2つが、それぞれの試料接触領域に固定されたスペーサを含み、前記スペーサは、所定の実質的に均一な高さ、及び、前記分析物の大きさより少なくとも約2倍大きく最大200μmである所定の一定のスペーサ間距離を有し、かつ少なくとも1つの前記スペーサは、前記試料接触領域内にあり、
1つの構成は、前記2つのプレートが離れており前記プレート間の間隔が前記スペーサにより調節されずかつ前記試料が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、かつ
別の構成は、前記試料が前記開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、前記閉鎖構成では、前記試料の少なくとも一部は、前記2つのプレートにより圧縮されて非常に均一な厚さの層になり、前記層の均一な厚さは、前記プレートの前記試料接触表面により制限され、前記スペーサ及び前記プレートにより調節される、液体試料を分析するための装置。
[本発明1022]
前記スペーサ間の距離は、1μm〜120μmの範囲内にある、本発明1021の装置。
[本発明1023]
可撓性プレートは、20μm〜250μmの範囲内の厚さ、0.1GPa〜5GPaの範囲内のヤング率を有する、前記本発明のいずれかの装置。
[本発明1024]
可撓性プレートについて、前記可撓性プレートの厚さと前記可撓性プレートのヤング率との乗算値は、60GPa−μm〜750GPa−μmの範囲内にある、前記本発明のいずれかの装置。
[本発明1025]
前記均一な厚さの試料の層は、少なくとも1mm 2 である側面積にわたって均一である、前記本発明のいずれかの装置。
[本発明1026]
前記均一な厚さの試料の層は、±5%までの厚さ均一性を有する、前記本発明のいずれかの装置。
[本発明1027]
前記スペーサは、円形、多角形、環形、正方形、長方形、長円形、楕円形、又はそれらの任意の組み合わせから選択される断面形状を有する柱状のものである、前記本発明のいずれかの装置。
[本発明1028]
前記スペーサは、柱形状を有し、実質的に平坦な上面を有し、かつ実質的に均一な断面を有し、各スペーサについて、前記スペーサの高さに対するその横方向寸法の比は少なくとも1である、前記本発明のいずれかの装置。
[本発明1029]
前記スペーサ間の距離は周期的である、前記本発明のいずれかの装置。
[本発明1030]
前記スペーサは、1%以上の充填率を有し、前記充填率は、全プレート面積に対するスペーサ接触面積の比である、前記本発明のいずれかの装置。
[本発明1031]
前記スペーサのヤング率と前記スペーサの充填率との乗算値は、20MPa以上であり、前記充填率は、全プレート面積に対するスペーサ接触面積の比である、前記本発明のいずれかの装置。
[本発明1032]
閉鎖構成における前記2つのプレートの間の間隔は、200μmより小さい、前記本発明のいずれかの装置。
[本発明1033]
閉鎖構成における前記2つのプレートの間の間隔は、1.8μm〜3.5μmから選択される値である、前記本発明のいずれかの装置。
[本発明1034]
前記スペーサは、プレートを直接的にエンボス加工することにより又は前記プレートへの射出成形により、前記プレート上で固定される、前記本発明のいずれかの装置。
[本発明1035]
前記プレート及び前記スペーサの材料は、ポリスチレン、PMMA、PC、COC、COP、又は他種のプラスチックから選択される、前記本発明のいずれかの装置。
[本発明1036]
前記スペーサは柱形状を有し、前記スペーサの側壁角は、少なくとも1μmの曲率半径を有する円形状を有する、前記本発明のいずれかの装置。
[本発明1037]
前記スペーサの密度は少なくとも1000/mm 2 である、前記本発明のいずれかの装置。
[本発明1038]
前記プレートの少なくとも1つは透明である、前記本発明のいずれかの装置。
[本発明1039]
前記スペーサを製造するために使用される金型は、複数のフィーチャを含む金型によって製造され、前記フィーチャは、(a)直接、反応性イオンエッチングもしくはイオンビームエッチングによって、又は(b)反応性イオンエッチングもしくはイオンビームエッチングでエッチングされたフィーチャを複製もしくは複数回複製することによって製造される、前記本発明のいずれかの装置。
[本発明1040]
(a)血液試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、各プレートは、実質的に平坦な試料接触表面を有し、1つ又は2つのプレートは可撓性であり、前記プレートの1つ又は2つは、それぞれの試料接触表面に固定されたスペーサを含み、前記スペーサは、
i.所定の実質的に均一な高さと、
ii.実質的に均一な断面及び平坦な上面を有する、柱形状と、
iii.1以上の、高さに対する幅の比と、
iv.10μm〜200μmの範囲内の所定の一定のスペーサ間の距離と、
v.1%以上の充填率と、
vi.2MPa以上である、前記スペーサの充填率とヤング率の積と
を有する、ステップ、並びに
(c)前記プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに前記血液試料を付着させるステップであって、前記開放構成は、前記2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつ前記プレート間の間隔が前記スペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、前記2つのプレートを用いて、前記血液試料の少なくとも一部を圧縮して実質的に均一な厚さの層にするステップであって、前記均一な厚さの層は、前記プレートの前記試料接触表面により制限され、前記層の均一な厚さは、前記スペーサ及び前記プレートにより調節され、かつ10%より小さな変動を伴う1.8μm〜3μmの範囲内の平均値を有し、前記圧縮は、
前記2つのプレートを一体にすること、及び
前記プレートを一緒に閉鎖構成までプレスするために、並行して又は順次に前記プレートのうちの少なくとも1つのプレートのある領域を適当にプレスし、適当な前記プレスにより前記試料の前記少なくとも一部に対する前記プレート上の実質的に均一な圧力が生成され、前記プレスにより前記試料の前記少なくとも一部が前記プレートの前記試料接触面間に横方向に広がり、前記閉鎖構成が、均一な厚さ領域の前記層における前記プレート間の前記間隔が前記スペーサにより調節される構成である、ステップ、並びに
(e)前記プレートが閉鎖構成である間に、均一な厚さの前記層内の血液を分析するステップ
を含む、血液試料を分析するための方法であって、
前記充填率は、総プレート面積に対するスペーサ接触面積の比であり、
適当なプレスは、前記プレートの外面の形状変化に関わらず、ある領域に加えた圧力を実質的に一定にする方法であり、
前記並行プレスは、所期の領域に圧力を同時に加え、順次プレスは、所期の領域の一部に圧力を加え、かつ徐々に他の領域に移行する、方法。
[本発明1041]
前記プレートが前記閉鎖構成になった後、外力を除去するステップ、
前記プレートが前記閉鎖構成である間に、前記均一な厚さの層内の血液細胞を画像化するステップ、及び
画像中のある領域内の前記血液細胞の数を計数するステップ
を含む、本発明1040の方法。
[本発明1042]
前記スペーサ間の距離は、20μm〜200μmの範囲内にある、本発明1040又は1041の方法。
[本発明1043]
前記スペーサ間の距離は、5μm〜20μmの範囲内にある、本発明1040〜1042のいずれかの方法。
[本発明1044]
表面変動は30nmより小さい、本発明1040〜1043のいずれかの方法。
[本発明1045]
(b)の前記血液試料は、抗凝固剤が添加されていない未希釈の全血である、本発明1040〜1044のいずれかの方法。
[本発明1046]
前記付着させるステップ(b)は、
i.ヒトの皮膚を穿刺して皮膚上に小滴の血液を放出し、ii.血液移送器具を使用せずに前記小滴の血液を1つ又は2つの前記プレートと接触させることにより行われる、本発明1040〜1045のいずれかの方法。
[本発明1047]
前記計数するステップ(f)は、赤血球の数を計数するステップを含む、本発明1040〜1046のいずれかの方法。
[本発明1048]
前記計数するステップ(f)は、白血球の数を計数するステップを含む、本発明1040〜1047のいずれかの方法。
[本発明1049]
前記計数するステップ(f)は、前記試料中の細胞を染色するステップ、並びに好中球、リンパ球、単球、好酸球、及び好塩基球の数を計数するステップを含む、本発明1040〜1048のいずれかの方法。
[本発明1050]
前記画像化するステップと計数するステップは、
i.前記均一な厚さの層内の前記血液細胞を照射すること、
ii.CCD又はCMOSセンサを用いて前記血液細胞の1つ又は複数の画像を撮影すること、
iii.コンピュータを用いて前記画像内において細胞を識別すること、及び
iv.前記画像の領域内の血液細胞の数を計数すること
により行われる、本発明1040〜1049のいずれかの方法。
[本発明1051]
ステップ(c)の外力は、人の手によって提供される、本発明1040〜1050のいずれかの方法。
[本発明1052]
前記均一な厚さの層中のナトリウム、カリウム、塩化物、重炭酸塩、血液尿素、窒素、マグネシウム、クレアチニン、グルコース、カルシウム、HDLコレステロールLDLコレステロールレベル、及び/又はトリグリセリドレベルを測定するステップをさらに含む、本発明1040〜1051のいずれかの方法。
[本発明1053]
1つ又は2つのプレート上に塗布された乾燥試薬をさらに含む、本発明1040〜1052のいずれかの方法。
[本発明1054]
前記均一な厚さの試料の層は、±5%までの厚さ均一性を有する、本発明1040〜1053のいずれかの方法。
[本発明1055]
前記スペーサは、円形、多角形、環形、正方形、長方形、長円形、楕円形、又はそれらの任意の組み合わせから選択される断面形状を有する柱状のものである、本発明1040〜1054のいずれかの方法。
[本発明1056]
前記スペーサ間の間隔は、RBCのほぼ平均厚さである、本発明1040〜1055のいずれかの方法。
[本発明1057]
前記分析するステップは、前記血液中の細胞を画像化するステップを含む、本発明1040〜1056のいずれかの方法。
[本発明1058]
前記細胞は、赤血球、白血球、又は血小板を含む、本発明1040〜1057のいずれかの方法。
[本発明1059]
前記血液を分析するステップは、前記血液中の癌細胞、ウイルス、又は細菌を画像化するステップを含む、本発明1040〜1058のいずれかの方法。
[本発明1060]
前記血液を分析するステップは、タンパク質又は核酸を検出するステップを含む、本発明1040〜1059のいずれかの方法。
[本発明1061]
前記血液を分析するステップは血球の測定を含み、前記測定は、前記スペーサを用いて前記試料の厚さを決定すること、画像化によって側面積を決定すること、及び2D画像を用いて赤血球の面積を計算することを含む、本発明1040〜1060のいずれかの方法。
[本発明1062]
前記血液を分析するステップは、前記血液中の赤血球濃度を測定するステップを含む、本発明1040〜1061のいずれかの方法。
[本発明1063]
前記血液を分析するステップは、前記血液中の白血球濃度を測定するステップを含む、本発明1040〜1062のいずれかの方法。
[本発明1064]
前記血液を分析するステップは、前記血液中の血小板濃度を測定するステップを含む、本発明1040〜1063のいずれかの方法。
[本発明1065]
第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
v.前記プレートが、異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、
vi.プレートの1つ又は2つは可撓性であり、
vii.各前記プレートは、そのそれぞれの表面上に、血液試料と接触するための試料接触領域を有し、
viii.前記プレートの1つ又は2つは、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含み、前記スペーサは、所定の実質的に均一な高さ、及び7μm〜200μmの範囲内の所定の一定のスペーサ間距離を有し、前記スペーサのうちの少なくとも1つのスペーサは、前記試料接触領域内にあり、
1つの構成は、2つの前記プレートが離れており前記プレート間の間隔が前記スペーサにより調節されずかつ前記試料が1つ又は2つの前記プレートに付着する、開放構成であり、かつ
別の構成は、前記試料が前記開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、前記閉鎖構成では、前記試料の少なくとも一部は、前記2つのプレートにより圧縮されて非常に均一な厚さの層になり、前記層の均一な厚さは、前記2つのプレートの内表面により制限され、かつ前記スペーサ及び前記プレートにより調節され、かつ小さな変動を伴う1.8μm〜3μmの範囲内の平均値を有する、液体試料を分析するための装置。
[本発明1066]
前記スペーサ間の距離は、14μm〜200μmの範囲内にある、本発明1065の装置。
[本発明1067]
前記スペーサ間の距離は、7μm〜20μmの範囲内にある、本発明1065又は1066の装置。
[本発明1068]
前記スペーサは、円形、多角形、環形、正方形、長方形、長円形、楕円形、又はそれらの任意の組み合わせから選択される断面形状を有する柱状のものである、本発明1065〜1067のいずれかの装置。
[本発明1069]
前記スペーサは、柱形状を有し、かつ実質的に平坦な上面を有し、各スペーサについて、前記スペーサの高さに対するその横方向寸法の比は少なくとも1である、本発明1065〜1068のいずれかの装置。
[本発明1070]
前記スペーサは柱形状を有し、前記スペーサの側壁角は、少なくとも1μmの曲率半径を有する円形状を有する、本発明1065〜1069のいずれかの装置。
[本発明1071]
前記スペーサの密度は少なくとも1000/mm 2 である、本発明1065〜1070のいずれかの装置。
[本発明1072]
前記プレートの少なくとも1つは透明である、本発明1065〜1071のいずれかの装置。
[本発明1073]
前記プレートの少なくとも1つは可撓性ポリマーで製造される、本発明1065〜1072のいずれかの装置。
[本発明1074]
前記スペーサが圧縮性ではなく、かつ/又は、独立して前記プレートのうちの1つのみが可撓性である、本発明1065〜1073のいずれかの装置。
[本発明1075]
前記可撓性プレートの厚さは、50μm〜200μmの範囲内にある、本発明1065〜1074のいずれかの装置。
[本発明1076]
1つ又は2つのプレート上に塗布された乾燥試薬をさらに含む、本発明1065〜1075のいずれかの装置。
[本発明1077]
前記変動は10%より小さい、本発明1065〜1076のいずれかの装置。
[本発明1078]
液体試料の一部において標的実体を局所的に結合するための方法であって、
(a)試料中に拡散できる標的実体を含有する前記試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、1つ又は2つの前記プレートはそれぞれのプレート上に固定化されたスペーサを含み、前記スペーサは所定の実質的に均一な高さを有し、第1のプレートはその表面に結合部位を含み、前記結合部位は所定の領域を有し、かつ前記標的実体に結合してそれを固定化する、ステップ、
(c)前記プレートが開放構成で構成されている時に、前記試料を前記プレートの1つ又は2つに付着させるステップであって、前記開放構成は、前記2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつ前記プレート間の間隔が前記スペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、前記2つのプレートを閉鎖構成にすることにより前記試料を圧縮するステップであって、前記閉鎖構成は、前記試料の少なくとも一部が圧縮されて均一な厚さの層になり、前記層が前記2つのプレートの内表面に接触し内表面によって制限されかつ前記結合部位に接触する、構成であり、前記層の均一な厚さが、前記スペーサ及び前記プレートにより調節され、250μmより小さく、かつ前記結合部位の所定の領域の直線寸法より実質的に小さい、ステップ、
(e)(d)の後かつ前記プレートが閉鎖構成にある間に、
(1)関連のある時間長さで前記試料をインキュベートし、次にインキュベーションを停止するステップ、あるいは、
(2)関連のある時間長さの最小値以上の時間で前記試料をインキュベートし、次に、前記関連のある時間長さの最大値以下の時間内に前記結合部位への標的実体の結合を評価するステップ
であって、
前記関連のある時間長さは、
i.前記閉鎖構成において前記標的実体が前記均一な厚さの層の厚さにわたって拡散するのに必要な時間以上であり、かつ
ii.前記標的実体が横方向に前記結合部位の最小横方向寸法にわたって拡散するのに必要な時間より顕著に短く、
(1)におけるインキュベーションの終了時又は(2)における評価の間、前記結合部位に結合される大部分の前記標的実体は関連のある体積の前記試料に由来し、
前記インキュベーションにより、前記標的実体が前記結合部位に結合することが可能となり、前記関連のある体積は、前記閉鎖構成で前記結合部位の上部にある前記試料の一部である、ステップ
を含む、方法。
[本発明1079]
前記結合部位に結合した前記標的実体を評価するステップをさらに含み、前記評価するステップは、(i)ステップ(e)の後又は(ii)ステップ(e)の間のいずれかで実施されるが、分析物が前記均一な厚さの層の厚さにわたって拡散するのに必要な時間とほぼ等しいか又はそれより長い時間で試料がインキュベートされた後に開始される、本発明1078の方法。
[本発明1080]
前記関連のある体積の試料中の分析物の濃度を計算するステップをさらに含み、前記計算は、前記結合部位の所定の領域により画定された関連のある試料体積、前記閉鎖構成での前記均一な試料の厚さ、及び前記結合部位に結合した評価された前記標的実体に基づく、本発明1078又は1079の方法。
[本発明1081]
前記標的実体は、捕捉剤、分析物、又は検出剤である、本発明1078〜1080のいずれかの方法。
[本発明1082]
分析物アッセイ領域における試料の体積は、前記結合部位の所定の面積と所定のスペーサの高さとの乗算値にほぼ等しい、本発明1078〜1080のいずれかの方法。
[本発明1083]
前記第1のプレートは、その表面に第1の所定のアッセイ部位及び第2の所定のアッセイ部位を含み、前記アッセイ部位の縁部間の距離は、前記プレートが閉鎖位置にある時の前記均一な厚さの層の厚さよりも実質的に大きく、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、前記所定のアッセイ部位の上にあり、前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の分析物を有する、本発明1078〜1082のいずれかの方法。
[本発明1084]
前記第1のアッセイ部位における第1の分析物を評価するステップ、及び前記第2の所定のアッセイ部位における第2の分析物をアッセイするステップを含む、本発明1083の方法。
[本発明1085]
前記第1の所定のアッセイ部位及び前記第2の所定のアッセイ部位における同じ分析物をアッセイするステップを含む、本発明1038の方法。
[本発明1086]
前記第1のプレートは、その表面に少なくとも3つの分析物アッセイ部位をさらに有し、任意の2つの隣接したアッセイ部位の縁部間の距離は、前記プレートが閉鎖位置にある時の前記均一な厚さの層の厚さよりも実質的に大きく、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、前記アッセイ部位の上にあり、前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の分析物を有する、本発明1078〜1085のいずれかの方法。
[本発明1087]
各前記アッセイ部位内の異なる分析物をアッセイするステップを含む、本発明1078〜1086のいずれかの方法。
[本発明1088]
各前記アッセイ部位は、サブ分析物アッセイ部位をさらに含み、少なくとも2つの隣接したサブ分析物アッセイ部位は、前記プレートが閉鎖位置にある時の前記均一な厚さの層の厚さ未満で離れており、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、前記アッセイ部位の上にあり、前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の分析物を有する、本発明1078〜1087のいずれかの方法。
[本発明1089]
前記分析物アッセイ領域は、1対の電極の間にある、本発明1078〜1088のいずれかの方法。
[本発明1090]
前記アッセイ領域は、乾燥試薬の1つのパッチにより画定される、本発明1078〜1089のいずれかの方法。
[本発明1091]
前記アッセイ領域は、前記分析物に結合してそれを固定化する、本発明1078〜1090のいずれかの方法。
[本発明1092]
前記アッセイ領域は、前記分析物からの信号を増幅する、本発明1078〜1091のいずれかの方法。
[本発明1093]
前記アッセイ領域は結合試薬の1つのパッチにより画定され、前記結合試薬は、前記試料と接触すると、前記試料中に溶解して前記試料中に拡散しかつ前記分析物と結合する、本発明1078〜1092のいずれかの方法。
[本発明1094]
前記試料の厚さは200μmよりも小さい、本発明1078〜1093のいずれかの方法。
[本発明1095]
前記プレートが前記閉鎖構成にある時に、前記第1のプレートと前記第2のプレートは、互いに対向する位置に複数の貯蔵部位を含む、本発明1078〜1094のいずれかの方法。
[本発明1096]
前記均一な厚さに対する前記結合部位の直線寸法の比は5よりも大きい、本発明1078〜1095のいずれかの方法。
[本発明1097]
前記反応は60秒未満で飽和する、本発明1078〜1096のいずれかの方法。
[本発明1098]
前記関連のある時間は、60秒〜30分間の範囲内にある、本発明1078〜1097のいずれかの方法。
[本発明1099]
ステップe(i)において、インキュベーションを停止した後、前記結合部位に結合した前記標的実体を評価することを含む、本発明1078〜1098のいずれかの方法。
[本発明1100]
1回以上の洗浄を含む、本発明1078〜1099のいずれかの方法。
[本発明1101]
液体試料の一部において標的実体を局所的に結合するための装置であって、
第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
i.前記プレートは、異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、前記プレートの1つ又は2つは可撓性であり、
iii.各前記プレートは、そのそれぞれの表面に試料と接触するための試料接触領域を有し、前記試料は、前記試料中に拡散できる実体を含み、
iv.前記プレートの1つは、その試料接触領域上に結合部位を有し、前記結合部位は所定の領域を有し、かつ前記標的実体に結合してそれを固定化し、
v.1つ又は2つの前記プレートは、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含み、前記スペーサは、所定の実質的に均一な高さ、及び所定の一定のスペーサ間の距離を有し、かつ前記スペーサの少なくとも1つは、前記試料接触領域内にあり、
1つの構成は、前記2つのプレートが部分的又は完全に離れており前記プレート間の間隔が前記スペーサにより調節されずかつ前記試料が1つ又は2つの前記プレートに付着する、開放構成であり、かつ
別の構成は、前記試料が前記開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、前記閉鎖構成では、前記試料の少なくとも一部は、前記2つのプレートにより圧縮されて均一な厚さの層になり、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、前記結合部位の上にあり、かつ前記層の均一な厚さは、前記2つのプレートの内表面により制限され、前記プレート及び前記スペーサにより調節され、250μmより小さく、かつ前記結合部位の所定の領域の平均直線寸法より実質的に小さい、装置。
[本発明1102]
前記第1のプレートは、その表面に第1の所定のアッセイ部位及び第2の所定のアッセイ部位をさらに含み、前記アッセイ部位の縁部間の距離は、前記プレートが閉鎖位置にある時の前記均一な厚さの層の厚さよりも実質的に大きく、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、前記所定のアッセイ部位の上にあり、前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の分析物を有する、本発明1101の装置。
[本発明1103]
前記第1のプレートは、その表面に少なくとも3つの分析物アッセイ部位を有し、任意の2つの隣接したアッセイ部位の縁部間の距離は、前記プレートが閉鎖位置にある時の前記均一な厚さの層の厚さよりも実質的に大きく、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、前記アッセイ部位の上にあり、前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の分析物を有する、本発明1101又は1102の装置。
[本発明1104]
前記第1のプレートは、その表面に少なくとも2つの隣接した分析物アッセイ部位を有し、前記分析物アッセイ部位は、前記プレートが閉鎖位置にある時の前記均一な厚さの層の厚さよりも実質的に大きい距離で離れておらず、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は前記アッセイ部位の上にあり、かつ前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の分析物を有する、本発明1101〜1103のいずれかの装置。
[本発明1105]
分析物アッセイ領域は、1対の電極の間にある、本発明1101〜1104のいずれかの装置。
[本発明1106]
前記アッセイ領域は、乾燥試薬の1つのパッチにより画定される、本発明1101〜1105のいずれかの装置。
[本発明1107]
前記アッセイ領域は、前記分析物に結合してそれを固定化する、本発明1101〜1106のいずれかの装置。
[本発明1108]
前記アッセイ領域は結合試薬の1つのパッチにより画定され、前記結合試薬は、前記試料と接触すると、前記試料中に溶解して前記試料中に拡散しかつ前記分析物と結合する、本発明1101〜1107のいずれかの装置。
[本発明1109]
前記スペーサ間の距離は、14μm〜200μmの範囲内にある、本発明1101〜1108のいずれかの装置。
[本発明1110]
前記スペーサ間の距離は、7μm〜20μmの範囲内にある、本発明1101〜1109のいずれかの装置。
[本発明1111]
前記スペーサは、円形、多角形、環形、正方形、長方形、長円形、楕円形、又はそれらの任意の組み合わせから選択される断面形状を有する柱状のものである、本発明1101〜1110のいずれかの装置。
[本発明1112]
前記スペーサは、柱形状を有し、かつ実質的に平坦な上面を有し、各スペーサについて、前記スペーサの高さに対するその横方向寸法の比は少なくとも1である、本発明1101〜1111のいずれかの装置。
[本発明1113]
前記スペーサは柱形状を有し、前記スペーサの側壁角は、少なくとも1μmの曲率半径を有する円形状を有する、本発明1101〜1112のいずれかの装置。
[本発明1114]
前記スペーサの密度は少なくとも1000/mm 2 である、本発明1101〜1113のいずれかの装置。
[本発明1115]
前記プレートの少なくとも1つは透明である、本発明1101〜1114のいずれかの装置。
[本発明1116]
前記プレートの少なくとも1つは可撓性ポリマーで製造される、本発明1101〜1115のいずれかの装置。
[本発明1117]
前記プレートのうちの1つのみが可撓性である、本発明1101〜1116のいずれかの装置。
[本発明1118]
液体試料の一部に試薬を局所的に放出するための方法であって、
(a)試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、
(i)1つ又は2つの前記プレートは、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含み、
(ii)前記スペーサは所定の均一な高さを有し、かつ
(iii)第1のプレートはその表面上に貯蔵部位を含み、前記貯蔵部位は、所定の領域を有しかつ試薬を含み、前記試薬は、前記試料に接触すると前記試料中に溶解して前記試料中に拡散する、ステップ、
(c)前記プレートが開放構成で構成されている時に、前記試料を前記プレートの1つ又は2つに付着させるステップであって、前記開放構成は、前記2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつ前記プレート間の間隔が前記スペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、前記2つのプレートを閉鎖構成にすることにより前記試料を圧縮するステップであって、前記閉鎖構成は、前記試料の少なくとも一部が圧縮されて均一な厚さの層になり、前記層が前記2つのプレートの内表面によって制限されかつ前記貯蔵部位を被覆する、構成であり、前記層の均一な厚さが、前記スペーサ及び前記プレートにより調節され、250μmより小さく、かつ前記貯蔵部位の所定の領域の直線寸法より実質的に小さい、ステップ、
(e)(d)の後かつ前記プレートが前記閉鎖構成にある間に、関連のある時間長さで前記試料をインキュベーションし、次にインキュベーションを停止するステップであって、
前記関連のある時間長さは、
i.前記閉鎖構成において標的実体が前記均一な厚さの層の厚さにわたって拡散するのに必要な時間とほぼ等しいかそれより長い時間であり、かつ
ii.前記標的実体が結合部位の所定の領域の直線寸法にわたって横方向に拡散するのに必要な時間より短く、
それによって、インキュベーションの後、当初は貯蔵部位上にある前記試薬の大部分は、関連のある体積の前記試料中にあり、
前記インキュベーションは、前記試薬が前記試料と結合又は混合することを可能にする過程であり、前記関連のある体積は、前記閉鎖構成において前記結合部位の上部にある前記試料の一部分である、ステップ
を含む、方法。
[本発明1119]
前記試薬は、捕捉剤、分析物、又は検出剤である、本発明1118の方法。
[本発明1120]
ステップ(b)における第2のプレートの表面は結合部位をさらに含み、前記結合部位は、対応する所定の領域及び対応する位置を有し、かつ前記試薬に結合してそれを固定化し、
ステップ(d)において、前記結合部位及び前記試薬部位は、前記閉鎖構成において位置合わせされ、かつ
ステップ(e)のインキュベーションの終了時、当初は前記貯蔵部位上にある前記試薬の大部分が前記結合部位に結合され、前記結合部位と前記関連のある体積中の前記試薬との結合が実質的に平衡に達する、本発明1118又は1119の方法。
[本発明1121]
前記関連のある体積の試料中の分析物の濃度を計算するステップをさらに含み、前記計算が、前記貯蔵部位の所定の領域により画定された関連のある試料体積、前記閉鎖構成での前記均一な試料の厚さ、及び検出された標的実体の量に基づく、本発明1118〜1120のいずれかの方法。
[本発明1122]
前記標的実体は、捕捉剤、分析物、又は検出剤である、本発明1118〜1121のいずれかの方法。
[本発明1123]
前記所定の領域における試料の体積は、所定の面積と所定のスペーサの高さとの乗算値にほぼ等しい、本発明1118〜1122のいずれかの方法。
[本発明1124]
前記第1のプレートは、その表面に第1の貯蔵部位及び第2の貯蔵部位を含み、前記貯蔵部位の縁部間の距離は、前記プレートが閉鎖位置にある時の前記均一な厚さの層の厚さよりも実質的に大きく、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、前記貯蔵部位の上にあり、前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の分析物を有する、本発明1118〜1123のいずれかの方法。
[本発明1125]
前記第1の貯蔵部位上の第1の分析物を評価するステップ、及び前記第2の貯蔵部位上の第2の分析物をアッセイするステップを含む、本発明1124の方法。
[本発明1126]
前記第1の貯蔵部位上及び前記第2の貯蔵部位上の同じ分析物をアッセイするステップを含む、本発明1124の方法。
[本発明1127]
前記第1のプレートは、その表面に少なくとも3つの貯蔵部位をさらに含み、任意の2つの隣接した貯蔵部位の縁部間の距離は、前記プレートが閉鎖位置にある時の前記均一な厚さの層の厚さよりも実質的に大きく、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、前記所定の領域の上にあり、前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の分析物を有する、本発明1118〜1126のいずれかの方法。
[本発明1128]
各前記貯蔵部位内における異なる分析物をアッセイするステップを含む、本発明1127の方法。
[本発明1129]
前記貯蔵部位は、乾燥試薬の1つのパッチにより画定される、本発明1118〜1128のいずれかの方法。
[本発明1130]
前記貯蔵部位は結合試薬の1つのパッチにより画定され、前記結合試薬は、前記試料と接触すると、前記試料中に溶解して前記試料中に拡散しかつ前記分析物と結合する、本発明1118〜1129のいずれかの方法。
[本発明1131]
前記試料の厚さは200μmよりも小さい、本発明1118〜1130のいずれかの方法。
[本発明1132]
前記プレートが前記閉鎖構成にある時に、前記第1のプレートと前記第2のプレートは、互いに対向する位置に貯蔵部位を含む、本発明1118〜1131のいずれかの方法。
[本発明1133]
前記均一な厚さに対する前記結合部位の直線寸法の比は5よりも大きい、本発明1118〜1132のいずれかの方法。
[本発明1134]
前記反応は60秒未満で飽和する、本発明1118〜1133のいずれかの方法。
[本発明1135]
前記関連のある時間は、60秒〜30分間の範囲内にある、本発明1118〜1134のいずれかの方法。
[本発明1136]
1回以上の洗浄を含む、本発明1118〜1135のいずれかの方法。
[本発明1137]
第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
i.前記プレートは、異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、
ii.前記プレートの1つ又は2つは可撓性であり、
vi.各前記プレートは、そのそれぞれの表面上に、試料と接触するための試料接触領域を有し、
vii.前記プレートの1つは、その試料接触領域上に貯蔵部位を含み、前記貯蔵部位は所定の領域を有し、かつ試薬を含み、前記試薬は、前記試料に接触すると、前記試料中に溶解して前記試料中に拡散しかつ標的実体に結合し、
viii.前記プレートの1つ又は2つは、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含み、前記スペーサは、(a)250μm以下でありかつ試薬部位の所定の領域の平均直線寸法より実質的に小さい、所定の実質的に均一な高さ、及び、(b)200μm以下である所定の一定のスペーサ間の距離を有し、少なくとも1つのスペーサは前記試料接触領域内にあり、
1つの構成は、前記2つのプレートが部分的又は完全に離れており前記プレート間の間隔が前記スペーサにより調節されずかつ前記試料が1つ又は2つの前記プレートに付着する、開放構成であり、かつ
別の構成は、前記試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、前記閉鎖構成では、前記試料の少なくとも一部は、前記2つのプレートにより圧縮されて均一な厚さの層になり、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、結合部位の上にあり、かつ前記層の均一な厚さは、前記2つのプレートの内表面により制限され、かつ前記スペーサ及び前記プレートにより調節される、液体試料の一部に試薬を局所的に放出するための装置。
[本発明1138]
前記第1のプレートは、その表面に、所定領域を有する第2の貯蔵部位をさらに含み、前記第1の貯蔵部位と前記第2の貯蔵部位の縁部間の距離は、前記プレートが閉鎖位置にある時の前記均一な厚さの層の厚さよりも実質的に大きく、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、前記貯蔵部位の上にあり、前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の分析物を有する、本発明1137の装置。
[本発明1139]
前記第1のプレートは、その表面に少なくとも3つの貯蔵部位を有し、任意の2つの隣接した貯蔵部位の縁部間の距離は、前記プレートが閉鎖位置にある時の前記均一な厚さの層の厚さよりも実質的に大きく、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、前記貯蔵部位の上にあり、前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の分析物を有する、本発明1137又は1138の装置。
[本発明1140]
前記第1のプレートは、その表面に少なくとも2つの隣接した貯蔵部位を有し、前記貯蔵部位は、前記プレートが閉鎖位置にある時の均一な厚さの層の厚さよりも実質的に大きい距離で離れておらず、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、アッセイ部位の上にあり、かつ前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の分析物を有する、本発明1137〜1139のいずれかの装置。
[本発明1141]
前記貯蔵部位は、乾燥試薬の1つのパッチにより画定される、本発明1137〜1140のいずれかの装置。
[本発明1142]
前記貯蔵部位は結合試薬の1つのパッチにより画定され、前記結合試薬は、前記試料と接触すると、前記試料中に溶解して前記試料中に拡散しかつ前記分析物と結合する、本発明1137〜1141のいずれかの装置。
[本発明1143]
前記スペーサ間の距離は、14μm〜200μmの範囲内にある、本発明1137〜1142のいずれかの装置。
[本発明1144]
前記スペーサ間の距離は、7μm〜20μmの範囲内にある、本発明1137〜1143のいずれかの装置。
[本発明1145]
前記スペーサは、円形、多角形、環形、正方形、長方形、長円形、楕円形、又はそれらの任意の組み合わせから選択される断面形状を有する柱状のものである、本発明1137〜1144のいずれかの装置。
[本発明1146]
前記スペーサは、柱形状を有し、かつ実質的に平坦な上面を有し、各スペーサについて、前記スペーサの高さに対するその横方向寸法の比は少なくとも1である、本発明1137〜1145のいずれかの装置。
[本発明1147]
前記スペーサは柱形状を有し、前記スペーサの側壁角は、少なくとも1μmの曲率半径を有する円形状を有する、本発明1137〜1146のいずれかの装置。
[本発明1148]
前記スペーサの密度は少なくとも1000/mm 2 である、本発明1137〜1147のいずれかの装置。
[本発明1149]
前記プレートの少なくとも1つは透明である、本発明1137〜1148のいずれかの装置。
[本発明1150]
前記プレートの少なくとも1つは可撓性ポリマーで製造される、本発明1137〜1149のいずれかの装置。
[本発明1151]
前記プレートのうちの1つのみが可撓性である、本発明1137〜1150のいずれかの装置。
[本発明1152]
関連のある体積の試料中の標的実体をプレート表面上の結合部位上に結合するための時間を短縮するための方法であって、
(a)試料中に拡散できる標的実体を含有する試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、1つ又は2つの前記プレートは、それぞれのプレート上に固定されたスペーサを含み、1つ又は2つのプレートは可撓性であり、前記スペーサは、所定の実質的に均一な高さ、及び所定の一定のスペーサ間の距離を有し、第1のプレートはその表面に結合部位を含み、前記結合部位は所定の領域を有し、かつ前記標的実体に結合してそれを固定化する、ステップ、
(c)前記プレートが開放構成で構成されている時に、前記試料を前記プレートの1つ又は2つに付着させるステップであって、前記開放構成は、前記2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつ前記プレート間の間隔が前記スペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、前記2つのプレートを閉鎖構成にすることにより前記試料を圧縮するステップであって、前記閉鎖構成は、関連のある体積の前記試料の厚さが前記プレートの開放構成での厚さと比較して減少し実質的に均一な厚さの層となる、構成であり、前記実質的に均一な厚さの層が、少なくとも1mm 2 の側面積を有し、前記実質的に均一な厚さの層が、前記2つのプレートの内表面により制限され、かつ前記結合部位を被覆し、前記層の均一な厚さが、前記スペーサ及び前記プレートにより調節され、250μmより小さく、かつ前記結合部位の前記所定の領域の直線寸法より実質的に小さく、前記関連のある体積は、前記試料の体積の一部又は全部である、ステップ
を含み、
前記関連のある体積の前記試料の厚さを減少させることによって、前記結合部位と前記関連のある体積中の前記標的実体との間の結合が平衡に達するための時間が短縮される、方法。
[本発明1153]
前記試料の厚さの少なくとも一部を減少させるステップを含む、本発明1152の方法。
[本発明1154]
前記所定の領域は少なくとも1mm 2 である、本発明1152又は1153の方法。
[本発明1155]
前記所定の領域は1mm 2 未満である、本発明1152〜1154のいずれかの方法。
[本発明1156]
前記結合部位に結合した前記標的実体を評価するステップをさらに含み、前記評価するステップは、分析物が前記均一な厚さの層の厚さにわたって拡散するのに必要な時間とほぼ等しいか又はそれより長い時間で前記試料がインキュベートされた後に開始される、本発明1152〜1155のいずれかの方法。
[本発明1157]
前記時間が60秒未満に短縮される、本発明1152〜1156のいずれかの方法。
[本発明1158]
前記関連のある体積の試料中の分析物の濃度を計算するステップをさらに含み、前記計算は、前記結合部位の所定の領域により画定された関連のある試料体積、前記閉鎖構成での前記均一な試料の厚さ、及び前記結合部位に結合した評価された前記標的実体に基づく、本発明1118〜1157のいずれかの方法。
[本発明1159]
前記標的実体は、捕捉剤、分析物、又は検出剤である、本発明1152〜1158のいずれかの方法。
[本発明1160]
分析物結合部位における試料の体積は、前記結合部位の所定の面積と所定のスペーサの高さとの乗算値にほぼ等しい、本発明1152〜1159のいずれかの方法。
[本発明1161]
前記第1のプレートは、その表面に第1の結合部位及び第2の結合部位を含み、前記結合部位の縁部間の距離は、前記プレートが閉鎖位置にある時の前記均一な厚さの層の厚さよりも実質的に大きく、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、前記結合部位の上にあり、前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の分析物を有する、本発明1152〜1160のいずれかの方法。
[本発明1162]
前記第1の結合部位における第1の分析物を評価するステップ、及び前記第2の結合部位における第2の分析物をアッセイするステップを含む、本発明1152〜1161のいずれかの方法。
[本発明1163]
前記第1の結合部位及び前記第2の結合部位における同じ分析物をアッセイするステップを含む、本発明1152〜1162のいずれかの方法。
[本発明1164]
前記第1のプレートは、その表面に少なくとも3つの分析物結合部位をさらに有し、任意の2つの隣接した結合部位の縁部間の距離は、前記プレートが閉鎖位置にある時の前記均一な厚さの層の厚さよりも実質的に大きく、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、前記結合部位の上にあり、前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の分析物を有する、本発明1152〜1163のいずれかの方法。
[本発明1165]
各前記結合部位内における異なる分析物をアッセイするステップを含む、本発明1164の方法。
[本発明1166]
各前記結合部位は、サブ分析物結合部位をさらに含み、少なくとも2つの隣接したサブ分析物結合部位は、前記プレートが閉鎖位置にある時の前記均一な厚さの層の厚さ未満で離れており、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、前記結合部位の上にあり、かつ前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の分析物を有する、本発明1164の方法。
[本発明1167]
前記結合部位は、1対の電極の間にある、本発明1152〜1166のいずれかの方法。
[本発明1168]
前記結合部位は、乾燥試薬の1つのパッチにより画定される、本発明1152〜1167のいずれかの方法。
[本発明1169]
前記結合部位は、前記分析物に結合してそれを固定化する、本発明1152〜1168のいずれかの方法。
[本発明1170]
前記結合部位は、前記分析物からの信号を増幅する、本発明1152〜1169のいずれかの方法。
[本発明1171]
前記結合部位は、結合試薬の1つのパッチにより画定され、前記結合試薬は、前記試料と接触すると、前記試料中に溶解して前記試料中に拡散しかつ前記分析物と結合する、本発明1152〜1170のいずれかの方法。
[本発明1172]
前記試料の厚さは、200μmよりも小さい、本発明1152〜1171のいずれかの方法。
[本発明1173]
前記プレートが前記閉鎖構成にある時に、前記第1のプレートと前記第2のプレートは、互いに対向する位置に複数の貯蔵部位を含む、本発明1152〜1172のいずれかの方法。
[本発明1174]
前記均一な厚さに対する前記結合部位の直線寸法の比は5よりも大きい、本発明1152〜1173のいずれかの方法。
[本発明1175]
前記反応は60秒未満で飽和する、本発明1152〜1174のいずれかの方法。
[本発明1176]
前記関連のある時間は、60秒〜30分間の範囲内にある、本発明1152〜1175のいずれかの方法。
[本発明1177]
ステップe(i)において、インキュベーションを停止した後、前記結合部位に結合した前記標的実体を評価することを含む、本発明1152〜1176のいずれかの方法。
[本発明1178]
1回以上の洗浄を含む、本発明1152〜1177のいずれかの方法。
[本発明1179]
第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
i.前記プレートは、異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、1つ又は2つのプレートは可撓性であり、
iii.各前記プレートは、そのそれぞれの表面に試料と接触するための試料接触領域を有し、前記試料は、前記試料中に拡散できる実体を含み、
iv.前記プレートの1つは、その試料接触領域上に結合部位を有し、前記結合部位は所定の領域を有し、かつ標的実体に結合してそれを固定化し、
v.1つ又は2つの前記プレートは、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含み、前記スペーサは、所定の実質的に均一な高さ、及び所定の一定のスペーサ間の距離を有し、かつ前記スペーサの少なくとも1つは、前記試料接触領域内にあり、
1つの構成は、前記2つのプレートが部分的又は完全に離れており前記プレート間の間隔が前記スペーサにより調節されずかつ前記試料が前記1つ又は2つのプレートに付着する、開放構成であり、かつ
別の構成は、前記試料が前記開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、前記閉鎖構成では、前記試料の少なくとも一部は、前記2つのプレートにより圧縮されて均一な厚さの層になり、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、前記結合部位の上にあり、かつ前記層の均一な厚さは、前記2つのプレートの内表面により制限され、前記プレート及び前記スペーサにより調節され、250μmより小さく、かつ前記結合部位の所定の領域の平均直線寸法より実質的に小さく、かつ
関連のある体積の前記試料の厚さを減少させることによって、前記結合部位と前記関連のある体積中の前記標的実体との間の結合が平衡に達するための時間が短縮される、液体試料の一部において前記標的実体を局所的に結合するための装置。
[本発明1180]
前記第1のプレートは、その表面に第1の結合部位及び第2の結合部位を含み、前記結合部位の縁部間の距離は、前記プレートが閉鎖位置にある時の前記均一な厚さの層の厚さよりも実質的に大きく、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、前記結合部位の上にあり、前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の分析物を有する、本発明1179の装置。
[本発明1181]
前記第1のプレートは、その表面に少なくとも3つの分析物結合部位を有し、任意の2つの隣接した結合部位の縁部間の距離は、前記プレートが閉鎖位置にある時の前記均一な厚さの層の厚さよりも実質的に大きく、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、前記結合部位の上にあり、前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の分析物を有する、本発明1179の装置。
[本発明1182]
前記第1のプレートは、その表面に少なくとも2つの隣接した分析物結合部位を有し、前記分析物結合部位は、前記プレートが閉鎖位置にある時の均一な厚さの層の厚さよりも実質的に大きな距離で離れておらず、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、前記結合部位の上にあり、かつ前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の分析物を有する、本発明1179の装置。
[本発明1183]
前記結合部位は、乾燥試薬の1つのパッチにより画定される、本発明1179〜1182のいずれかの装置。
[本発明1184]
前記結合部位は、前記分析物に結合してそれを固定化する、本発明1179〜1183のいずれかの装置。
[本発明1185]
前記結合部位は、結合試薬の1つのパッチにより画定され、前記結合試薬は、前記試料と接触すると、前記試料中に溶解して前記試料中に拡散しかつ分析物と結合する、本発明1179〜1184のいずれかの装置。
[本発明1186]
前記スペーサ間の距離は、14μm〜200μmの範囲内にある、本発明1179〜1185のいずれかの装置。
[本発明1187]
前記スペーサ間の距離は、7μm〜20μmの範囲内にある、本発明1179〜1186のいずれかの装置。
[本発明1188]
前記スペーサは、円形、多角形、環形、正方形、長方形、長円形、楕円形、又はそれらの任意の組み合わせから選択される断面形状を有する柱状のものである、本発明1179〜1187のいずれかの装置。
[本発明1189]
前記スペーサは、柱形状を有し、かつ実質的に平坦な上面を有し、各スペーサについて、前記スペーサの高さに対するその横方向寸法の比は少なくとも1である、本発明1179〜1188のいずれかの装置。
[本発明1190]
前記スペーサは柱形状を有し、前記スペーサの側壁角は、少なくとも1μmの曲率半径を有する円形状を有する、本発明1179〜1189のいずれかの装置。
[本発明1191]
前記スペーサの密度は少なくとも1000/mm 2 である、本発明1179〜1190のいずれかの装置。
[本発明1192]
前記プレートの少なくとも1つは透明である、本発明1179〜1191のいずれかの装置。
[本発明1193]
前記プレートの少なくとも1つは可撓性ポリマーで製造される、本発明1179〜1192のいずれかの装置。
[本発明1194]
前記プレートのうちの1つのみが可撓性である、本発明1179〜1193のいずれかの装置。
[本発明1195]
流体的隔離無しでの液体試料の並行多重化アッセイのための方法であって、
(a)試料中に拡散できる1つ以上の標的分析物を含有する前記試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、
i.1つ又は2つの前記プレートは、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含み、1つ又は2つのプレートは可撓性であり、
ii.前記スペーサは、所定の実質的に均一な高さ、及び所定の一定のスペーサ間の距離を有し、
iii.第1のプレートは、その表面に1つ以上の結合部位を有し、前記結合部位はそれぞれ、(a)の対応する標的分析物に結合してそれを固定化する捕捉剤を含む所定の領域を有し、かつ
iv.第2のプレートは、その表面に1つ以上の対応する貯蔵部位を有し、前記貯蔵部位はそれぞれ、所定の領域を有しかつある濃度の検出剤を含み、前記検出剤は、前記試料に接触すると前記試料中に溶解して前記試料中に拡散し、
各捕捉剤、標的分析物、及び対応する検出剤は、第1のプレートの結合部位に捕捉剤−標的分析物−検出剤サンドイッチを形成できる、ステップ、
(c)前記プレートが開放構成で構成されている時に、前記試料を前記プレートの1つ又は2つに付着させるステップであって、前記開放構成は、前記2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつ前記プレート間の間隔が前記スペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、前記2つのプレートを閉鎖構成にすることにより前記試料を圧縮するステップであって、前記閉鎖構成は、
i.前記試料の少なくとも一部が、圧縮されて均一な厚さの層になり、前記均一な厚さの層が、前記2つのプレートの内表面に接触し前記内表面によって制限され、かつ1つ以上の前記結合部位及び1つ以上の前記貯蔵部位に接触し、
ii.1つ以上の対応する前記貯蔵部位が、1つ以上の前記結合部位の上にあり、かつ
iii.前記層の均一な厚さが、前記スペーサ及び前記プレートにより調節され、250μmより小さく、かつ各貯蔵部位の所定の領域の直線寸法より実質的に小さい
構成である、ステップ、
(e)(d)の後かつ前記プレートが前記閉鎖構成にある間に、
(1)関連のある時間長さで前記試料をインキュベートし、次にインキュベーションを停止するステップ、あるいは、
(2)関連のある時間長さの最小値以上の時間で前記試料をインキュベートし、次に、前記関連のある時間長さの最大値以下の時間内に結合部位への各標的分析物の結合を評価するステップ
であって、
前記関連のある時間長さは、
i.前記閉鎖構成において(a)の標的分析物が均一な厚さの層の厚さにわたって拡散するのに必要な時間以上であり、かつ、
ii.(a)の標的分析物が貯蔵部位又は結合部位の所定の領域の最小直線寸法にわたって横方向に拡散するのに必要な時間より顕著に短く、
それにより、反応が生じ、前記反応において、(1)におけるインキュベーションの終了時又は(2)における評価の間、各結合部位に結合した捕捉剤−標的分析物−検出剤サンドイッチの大部分が、対応する関連のある体積の前記試料に由来し、
前記インキュベーションにより、各標的分析物が結合部位及び検出剤に結合することが可能となり、前記対応する関連のある体積は、前記閉鎖構成での対応する前記貯蔵部位の上部にある前記試料の一部分であり、隣接した前記貯蔵部位の縁部間の分離間隔及び隣接した前記結合部位の縁部間の分離間隔が、前記関連のある時間内で標的分析物又は検出剤が拡散できる距離より大きく、前記結合部位及び/又は前記貯蔵部位の間に流体的隔離が存在しない、ステップ
を含む、方法。
[本発明1196]
前記第1のプレートは、その表面に複数の前記結合部位を有する、本発明1195の方法。
[本発明1197]
前記複数の結合部位のそれぞれは、異なる標的分析物に結合する、本発明1196の方法。
[本発明1198]
前記第2のプレートは、その表面に複数の前記対応する貯蔵部位を有する、本発明1195〜1197のいずれかの方法。
[本発明1199]
前記複数の対応する貯蔵部位のそれぞれは、異なる標的分析物に結合する、本発明1195〜1198のいずれかの方法。
[本発明1200]
前記第1のプレートは、その表面に複数の前記結合部位を有し、前記第2のプレートは、その表面に複数の前記対応する貯蔵部位を有し、前記プレートが前記閉鎖構成にある時に各結合部位は対応する貯蔵部位に対向する、本発明1195〜1199のいずれかの方法。
[本発明1201]
前記第1のプレートは、その表面に複数の前記結合部位を有し、前記第2のプレートは、その表面に1つの貯蔵部位を有し、前記プレートが前記閉鎖構成にある時に前記結合部位のうちの少なくともいくつかの結合部位は、前記貯蔵部位内の1つの領域に対向する、本発明1195〜1200のいずれかの方法。
[本発明1202]
前記第1のプレートは、その表面に1つの結合部位を有し、前記第2のプレートは、その表面に複数の貯蔵部位を有し、前記プレートが前記閉鎖構成にある時に少なくともいくつかの前記貯蔵部位は、前記結合部位内の1つの領域に対向する、本発明1195〜1201のいずれかの方法。
[本発明1203]
前記第1のプレートは、その表面に複数の結合部位を有し、前記結合部位は、同じ標的分析物に結合してそれを固定化する異なる捕捉剤を含む、本発明1195〜1202のいずれかの方法。
[本発明1204]
前記第1のプレートは、その表面に複数の結合部位を有し、前記結合部位は、同じ捕捉剤を含む、本発明1195〜1203のいずれかの方法。
[本発明1205]
前記捕捉剤は、前記異なる結合部位において異なる密度で存在する、本発明1204の方法。
[本発明1206]
2つの隣接した結合部位又は2つの隣接した貯蔵部位の間に分離間隔が存在し、前記閉鎖構成での前記試料の厚さに対する分離間隔の比は少なくとも3である、本発明1195〜1205のいずれかの方法。
[本発明1207]
前記関連のある体積の試料中の1つ以上の分析物の濃度を計算するステップをさらに含み、前記計算は、所定の領域により画定された関連のある試料体積、前記閉鎖構成での前記均一な試料の厚さ、及び検出された標的実体の量に基づく、本発明1195〜1206のいずれかの方法。
[本発明1208]
前記標的実体は、捕捉剤、分析物、又は検出剤である、本発明1195〜1207のいずれかの方法。
[本発明1209]
所定の領域における試料の体積は、所定の面積と所定のスペーサの高さとの乗算値にほぼ等しい、本発明1195〜1208のいずれかの方法。
[本発明1210]
前記結合部位のうちの少なくとも2つの結合部位上の、前記関連のある体積中の同じ分析物をアッセイするステップを含む、本発明1195〜1209のいずれかの方法。
[本発明1211]
前記結合部位のうちの少なくとも2つの結合部位上の、前記関連のある体積中の異なる分析物をアッセイするステップを含む、本発明1195〜1210のいずれかの方法。
[本発明1212]
前記貯蔵部位は、乾燥試薬の複数のパッチにより画定される、本発明1195〜1211のいずれかの方法。
[本発明1213]
前記貯蔵部位は結合試薬のパッチにより画定され、前記結合試薬は、前記試料と接触すると、前記試料中に溶解して前記試料中に拡散しかつ前記分析物と結合する、本発明1195〜1212のいずれかの方法。
[本発明1214]
前記試料の厚さは200μmよりも小さい、本発明1195〜1213のいずれかの方法。
[本発明1215]
前記均一な厚さに対する前記結合部位の直線寸法の比は5よりも大きい、本発明1195〜1214のいずれかの方法。
[本発明1216]
1回以上の洗浄を含む、本発明1195〜1215のいずれかの方法。
[本発明1217]
流体的隔離無しでの液体試料の並行多重化アッセイのための装置であって、
第1のプレート及び第2のプレートを含み、
i.前記プレートは、異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、1つ又は2つのプレートは可撓性であり、
ii.1つ又は2つの前記プレートは、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含み、前記スペーサは、所定の実質的に均一な高さ、及び所定の一定のスペーサ間の距離を有し、
iii.各前記プレートは、そのそれぞれの表面に試料と接触するための試料接触領域を有し、前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の標的分析物を含み、
iv.前記第1のプレートは、その表面に、前記試料の対応する標的分析物に結合してそれを固定化する捕捉剤を含む所定の領域をそれぞれが有する1つ以上の結合部位を有し、かつ
v.第2のプレートは、その表面上に1つ以上の対応する貯蔵部位を有し、前記貯蔵部位はそれぞれ、所定の領域を有し、かつある濃度の検出剤を含み、前記検出剤は、前記試料に接触すると前記試料中に溶解して前記試料中に拡散し、
各捕捉剤、標的分析物、及び対応する検出剤は、第1のプレートの結合部位に捕捉剤−標的分析物−検出剤サンドイッチを形成でき、
1つの構成は、前記2つのプレートが部分的又は完全に離れており前記プレート間の間隔が前記スペーサにより調節されずかつ前記試料が1つ又は2つの前記プレートに付着する、開放構成であり、かつ
別の構成は、前記試料が前記開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、前記閉鎖構成では、
i.試料の少なくとも一部が、圧縮されて均一な厚さの層になり、前記均一な厚さの層が、前記2つのプレートの内表面に接触し前記内表面によって制限され、かつ1つ以上の前記結合部位及び1つ以上の前記貯蔵部位を被覆し、
ii.1つ以上の対応する前記貯蔵部位が、1つ以上の前記結合部位の上にあり、かつ
iii.前記層の均一な厚さが、前記スペーサ及び前記プレートにより調節され、250μmより小さく、かつ各貯蔵部位の所定の領域の直線寸法より実質的に小さく、かつ
iv.前記結合部位及び/又は前記貯蔵部位の間に流体的隔離が存在せず、
隣接した前記貯蔵部位の縁部間の分離間隔及び隣接した前記結合部位の縁部間の分離間隔が、関連のある時間内で標的分析物又は検出剤が拡散できる距離より大きく、前記結合部位及び/又は前記貯蔵部位の間に流体的隔離が存在しない、装置。
[本発明1218]
前記第1のプレートは、その表面に複数の前記結合部位を有する、本発明1217の装置。
[本発明1219]
前記複数の結合部位のそれぞれは、異なる標的分析物に結合する、本発明1217又は1218の装置。
[本発明1220]
前記第2のプレートは、その表面に複数の前記対応する貯蔵部位を有する、本発明1217〜1219のいずれかの装置。
[本発明1221]
前記複数の対応する貯蔵部位のそれぞれは、異なる標的分析物に結合する、本発明1217〜1220のいずれかの装置。
[本発明1222]
前記第1のプレートは、その表面に複数の前記結合部位を有し、前記第2のプレートは、その表面に複数の前記対応する貯蔵部位を有し、前記プレートが前記閉鎖構成にある時に各結合部位は対応する貯蔵部位に対向する、本発明1217〜1221のいずれかの装置。
[本発明1223]
前記第1のプレートは、その表面に複数の前記結合部位を有し、前記第2のプレートは、その表面に1つの貯蔵部位を有し、前記プレートが前記閉鎖構成にある時に前記結合部位のうちの少なくともいくつかの結合部位は、前記貯蔵部位内の1つの領域に対向する、本発明1217〜1222のいずれかの装置。
[本発明1224]
前記第1のプレートは、その表面に1つの結合部位を有し、前記第2のプレートは、その表面に複数の貯蔵部位を有し、前記プレートが前記閉鎖構成にある時に前記貯蔵部位のうちの少なくともいくつかの貯蔵部位は、前記結合部位内の1つの領域に対向する、本発明1217〜1223のいずれかの装置。
[本発明1225]
前記第1のプレートは、その表面に複数の結合部位を有し、前記結合部位は、同じ標的分析物に結合してそれを固定化する異なる捕捉剤を含む、本発明1217〜1224のいずれかの装置。
[本発明1226]
前記第1のプレートは、その表面に複数の結合部位を有し、前記結合部位は、同じ捕捉剤を含む、本発明1217〜1225のいずれかの装置。
[本発明1227]
異なる前記結合部位において前記捕捉剤が異なる密度で存在する、本発明1226の装置。
[本発明1228]
2つの隣接した結合部位又は2つの隣接した貯蔵部位の間に分離間隔が存在し、前記閉鎖構成での前記試料の厚さに対する分離間隔の比は少なくとも3である、本発明1217〜1227のいずれかの装置。
[本発明1229]
前記スペーサ間の距離は、1μm〜120μmの範囲内にある、本発明1217〜1228のいずれかの装置。
[本発明1230]
前記可撓性プレートは、20μm〜250μmの範囲内の厚さ、0.1GPa〜5GPaの範囲内のヤング率を有する、本発明1217〜1229のいずれかの装置。
[本発明1231]
前記可撓性プレートについて、前記可撓性プレートの厚さと前記可撓性プレートのヤング率との乗算値は、60〜750GPa−μmの範囲内にある、本発明1217〜1230のいずれかの装置。
[本発明1232]
前記均一な厚さの試料の層は、少なくとも1mm 2 の側面積にわたって均一である、本発明1217〜1231のいずれかの装置。
[本発明1233]
前記均一な厚さの試料の層は、±5%までの厚さ均一性を有する、本発明1217〜1232のいずれかの装置。
[本発明1234]
前記スペーサは、円形、多角形、環形、正方形、長方形、長円形、楕円形、又はそれらの任意の組み合わせから選択される断面形状を有する柱状のものである、本発明1217〜1233のいずれかの装置。
[本発明1235]
前記スペーサは、柱形状を有し、実質的に平坦な上面を有し、かつ実質的に均一な断面を有し、各スペーサについて、前記スペーサの高さに対するその横方向寸法の比は少なくとも1である、本発明1217〜1234のいずれかの装置。
[本発明1236]
前記スペーサ間の距離は周期的である、本発明1217〜1235のいずれかの装置。
[本発明1237]
前記スペーサは1%以上の充填率を有し、前記充填率は、全プレート面積に対するスペーサ接触面積の比である、本発明1217〜1236のいずれかの装置。
[本発明1238]
前記スペーサのヤング率と前記スペーサの充填率との乗算値は、20MPa以上であり、前記充填率は、全プレート面積に対するスペーサ接触面積の比である、本発明1217〜1237のいずれかの装置。
[本発明1239]
前記閉鎖構成での前記2つのプレートの間の間隔は200μmよりも小さい、本発明1217〜1238のいずれかの装置。
[本発明1240]
前記閉鎖構成での前記2つのプレートの間の間隔は、1.8μm〜3.5μmから選択される値である、本発明1217〜1239のいずれかの装置。
[本発明1241]
前記スペーサは、プレートを直接的にエンボス加工することにより又は前記プレートへの射出成形により、前記プレート上で固定される、本発明1217〜1240のいずれかの装置。
[本発明1242]
前記プレート及び前記スペーサの材料は、ポリスチレン、PMMA、PC、COC、COP、又は他種のプラスチックから選択される、本発明1217〜1241のいずれかの装置。
[本発明1243]
前記スペーサは柱形状を有し、前記スペーサの側壁角は、少なくとも1μmの曲率半径を有する円形状を有する、本発明1217〜1242のいずれかの装置。
[本発明1244]
前記スペーサの密度は少なくとも1000/mm 2 である、本発明1217〜1243のいずれかの装置。
[本発明1245]
前記プレートの少なくとも1つは透明である、本発明1217〜1244のいずれかの装置。
[本発明1246]
携帯電話を用いて試料を迅速に分析するためのシステムであって、
(a)CROF装置の1つ又は2つのプレートが、異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、
i.1つの構成は、前記2つのプレートが部分的又は完全に離れており前記プレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ前記試料が1つ又は2つの前記プレートに付着する、開放構成であり、かつ
ii.別の構成は、前記試料が前記開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、前記閉鎖構成では、前記試料の少なくとも一部は、前記2つのプレートにより圧縮されて均一な厚さの層になり、前記均一な厚さの層は、前記2つのプレートの内表面に接触しかつ前記内表面により制限され、前記プレート及び前記スペーサにより調節される、CROF装置と、
(b)i.前記試料を検出及び/又は画像化するための1つ以上のカメラ、
ii.検出された信号及び/又は前記試料の画像を受信及び/又は処理するため、並びに遠隔通信するための電子部品、信号プロセッサ、ハードウェア、及びソフトウェア
を含むモバイル通信装置と、
(c)前記モバイル通信装置又は外部源のいずれか一方からの光源と
を含む、システム。
[本発明1247]
1つの前記プレートは、分析物に結合する結合部位を有し、前記均一な試料厚さの層の少なくとも一部は、前記結合部位の上にあり、かつ前記結合部位の平均横方向直線寸法よりも実質的に小さい、本発明1246のシステム。
[本発明1248]
(d)前記試料を保持するようかつ前記モバイル通信装置に取り付けられるように構成されたハウジング
をさらに含む、本発明1246又は1247のシステム。
[本発明1249]
前記ハウジングは、前記モバイル通信装置により前記試料の画像化及び/又は信号処理を容易にするための光学部品類と、前記光学部品類を前記モバイル通信装置に保持するように構成された取り付け具とを含む、本発明1248のシステム。
[本発明1250]
前記モバイル通信装置は、医療専門家、医療機関、又は保険会社に検査結果を伝達するように構成される、本発明1246〜1249のいずれかのシステム。
[本発明1251]
前記モバイル通信装置は、医療専門家、医療機関、又は保険会社に被験者に関する情報を伝達するようにさらに構成される、本発明1250のシステム。
[本発明1252]
前記モバイル通信装置は、医療専門家から処方せん、診断、又は助言を受信するように構成される、本発明1246〜1251のいずれかのシステム。
[本発明1253]
前記モバイル通信装置は、
(a)前記試料の画像をキャプチャするための、
(b)画像内において検査位置及び対照位置を分析するための、及び
(c)前記検査位置の分析から取得された値と、迅速診断検査を特徴付ける閾値とを比較するための
ハードウェア及びソフトウェアで構成される、本発明1246〜1252のいずれかのシステム。
[本発明1254]
前記プレートの少なくとも1つは、アッセイ試薬が貯蔵された貯蔵部位を含む、本発明1246〜1253のいずれかのシステム。
[本発明1255]
前記カメラの少なくとも1つは、前記CROF装置からの信号を読み取る、本発明1246〜1254のいずれかのシステム。
[本発明1256]
前記モバイル通信装置は、WiFi又はセルラネットワークを介して遠隔地と通信する、本発明1246〜1255のいずれかのシステム。
[本発明1257]
前記モバイル通信装置は携帯電話である、本発明1246〜1255のいずれかのシステム。
[本発明1258]
携帯電話を用いて試料を迅速に分析するための方法であって、
(a)本発明1246〜1257のいずれかのシステムのCROF装置上に、試料を付着させるステップ、
(b)結果を生成するために、前記CROF装置上に付着した前記試料をアッセイするステップ、及び
(c)モバイル通信装置からの前記結果を前記モバイル通信装置から遠く離れた位置に伝達するステップ
を含む、方法。
[本発明1259]
遠隔地で前記結果を分析して、分析結果を提供するステップ、及び
前記分析結果を前記遠隔地から前記モバイル通信装置に伝達するステップ
を含む、本発明1258の方法。
[本発明1260]
前記分析は、遠隔地の医療専門家により行われる、本発明1258又は1259の方法。
[本発明1261]
前記モバイル通信装置は、遠隔地の医療専門家から処方せん、診断、又は助言を受信する、本発明1258〜1260のいずれかの方法。
[本発明1262]
前記試料は体液である、本発明1259〜1261のいずれかの方法。
[本発明1263]
前記試料は、血液、唾液、又は尿液である、本発明1259〜1262のいずれかの方法。
[本発明1264]
前記アッセイするステップは、前記試料中の分析物を検出するステップを含む、本発明1259〜1263のいずれかの方法。
[本発明1265]
前記分析物はバイオマーカーである、本発明1264の方法。
[本発明1266]
前記分析物は、タンパク質、核酸、細胞、又は代謝産物である、本発明1264の方法。
[本発明1267]
赤血球の数を計数するステップを含む、本発明1259〜1266のいずれかの方法。
[本発明1268]
白血球の数を計数するステップを含む、本発明1259〜1267のいずれかの方法。
[本発明1269]
前記試料中の細胞を染色するステップ、並びに好中球、リンパ球、単球、好酸球、及び好塩基球の数を計数するステップを含む、本発明1259〜1268のいずれかの方法。
[本発明1270]
ステップ(b)において行われるアッセイは、結合アッセイ又は生化学的アッセイである、本発明1259〜1269のいずれかの方法。
[本発明1271]
(a)試料中に拡散できる分析物を含有する前記試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、1つ又は2つの前記プレートは、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含み、前記スペーサは所定の均一な高さを有し、前記第1のプレートは、その表面に、所定の領域を有する分析物アッセイ領域を含む、ステップ、
(c)前記プレートが開放構成で構成されている時に、前記試料を前記プレートの1つ又は2つに付着させるステップであって、前記開放構成は、前記2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつ前記プレート間の間隔が前記スペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、前記2つのプレートを用いて、前記試料の少なくとも一部を圧縮して均一な厚さの層にするステップであって、前記均一な厚さの層は、前記2つのプレートの内表面により制限され、前記層の少なくとも一部は、前記分析物アッセイ領域の上にあり、かつ前記層の均一な厚さは、前記スペーサ及び前記プレートにより調節され、かつ分析物アッセイ領域の所定の横方向領域の直線寸法より実質的に小さく、前記圧縮は、
前記2つのプレートを一体にすること、及び
前記プレートを一緒に閉鎖構成までプレスするために、前記プレートの外表面に外力を加えること
を含み、前記力は、前記試料の少なくとも一部の上の前記プレート上に圧力を生成し、前記圧力は、前記試料の少なくとも一部を前記プレートの内表面の間に横方向に広げ、前記閉鎖構成は、均一な厚さ領域の前記層内の前記プレート間の間隔が前記スペーサにより調節される構成である、ステップ、
(e)前記プレートが閉鎖構成にある間に、(i)前記分析物が前記均一な厚さの層の厚さにわたって拡散するのに必要な時間とほぼ等しいか又はそれより長い時間で、かつ(i)前記分析物が前記分析物アッセイ領域にわたって拡散するのに必要な時間より顕著に短い時間で、前記試料をインキュベートするステップ、
(f)ステップ(e)の直後に、インキュベーションを停止して前記アッセイ領域内の分析物を計測するステップ、あるいは、前記プレートが閉鎖構成にある間にインキュベーションを続けて、前記分析物が前記分析物アッセイ領域にわたって拡散するのに必要な時間より顕著に短い時間で前記アッセイ領域内の前記分析物を計測するステップ
を含む、液体試料を分析するための方法。
[本発明1272]
(g)前記アッセイ領域における試料層内の試料の体積における分析物濃度を計算するステップをさらに含む、本発明1271の方法。
[本発明1273]
前記アッセイ領域における試料層内の試料の体積は、所定のアッセイ領域と所定のスペーサの高さとの乗算値にほぼ等しい、本発明1271又は1272の方法。
[本発明1274]
前記第1のプレートは、第1のアッセイ領域及び第2のアッセイ領域を含み、前記方法は、前記第1のアッセイ領域及び第2のアッセイ領域における同じ分析物をアッセイするステップを含む、本発明1271〜1273のいずれかの方法。
[本発明1275]
前記分析物アッセイ領域は、1対の電極の間にある、本発明1271〜1274のいずれかの方法。
[本発明1276]
前記アッセイ領域は、乾燥試薬の1つのパッチにより画定される、本発明1271〜1275のいずれかの方法。
[本発明1277]
前記アッセイ領域は、前記分析物に結合してそれを固定化する、本発明1271〜1276のいずれかの方法。
[本発明1278]
前記アッセイ領域は結合試薬の1つのパッチにより画定され、前記結合試薬は、前記試料と接触すると、前記試料中に溶解して前記試料中に拡散しかつ前記分析物と結合する、本発明1271〜1277のいずれかの方法。
[本発明1279]
前記第1のプレートは、その表面に複数の分析物アッセイ部位をさらに有し、2つの隣接したアッセイ部位の縁部間の距離は、前記プレートが閉鎖位置にある時の前記均一な厚さの層の厚さよりも実質的に大きく、前記均一な厚さの層の少なくとも一部は、前記アッセイ部位の上にあり、前記試料は、前記試料中に拡散できる1つ以上の分析物を有する、本発明1271〜1278のいずれかの方法。
[本発明1280]
前記隣接した部位のうちの少なくとも2つの部位は、互いに離されておらず、前記部位の間の分析物の拡散を防止する、本発明1279の方法。
[本発明1281]
前記試料の厚さは200μmよりも小さい、本発明1271〜1280のいずれかの方法。
[本発明1282]
前記プレートが前記閉鎖構成にある時に、前記第1のプレートと前記第2のプレートは、互いに対向する位置に複数の貯蔵部位を含む、本発明1271〜1281のいずれかの方法。
[本発明1283]
前記均一な厚さに対する前記結合部位の直線寸法の比は5よりも大きい、本発明1271〜1282のいずれかの方法。
[本発明1284]
前記反応は60秒未満で飽和する、本発明1271〜1283のいずれかの方法。
[本発明1285]
前記関連のある時間は、60秒〜30分間の範囲内にある、本発明1271〜1284のいずれかの方法。
[本発明1286]
ステップe(i)において、前記インキュベーションを停止した後、前記結合部位に結合した前記標的実体を評価することを含む、本発明1271〜1285のいずれかの方法。
[本発明1287]
1回以上の洗浄を含む、本発明1271〜1286のいずれかの方法。
[本発明1288]
前記スペーサ間の距離は、14μm〜200μmの範囲内にある、本発明1271〜1287のいずれかの方法。
[本発明1289]
前記スペーサ間の距離は、7μm〜20μmの範囲内にある、本発明1271〜1288のいずれかの方法。
[本発明1290]
前記スペーサは、円形、多角形、環形、正方形、長方形、長円形、楕円形、又はそれらの任意の組み合わせから選択される断面形状を有する柱状のものである、本発明1271〜1289のいずれかの方法。
[本発明1291]
前記スペーサは、柱形状を有し、かつ実質的に平坦な上面を有し、各スペーサについて、前記スペーサの高さに対するその横方向寸法の比は少なくとも1である、本発明1271〜1290のいずれかの方法。
[本発明1292]
前記スペーサは柱形状を有し、前記スペーサの側壁角は、少なくとも1μmの曲率半径を有する円形状を有する、本発明1271〜1291のいずれかの方法。
[本発明1293]
前記スペーサの密度は少なくとも1000/mm 2 である、本発明1271〜1292のいずれかの方法。
[本発明1294]
前記プレートの少なくとも1つは透明である、本発明1271〜1293のいずれかの方法。
[本発明1295]
前記プレートの少なくとも1つは可撓性ポリマーで製造される、本発明1271〜1294のいずれかの方法。
[本発明1296]
前記プレートのうちの1つのみが可撓性である、本発明1271〜1295のいずれかの方法。
Another aspect of the invention is a means that allows direct instillation of one's body fluid (eg saliva) between a pair of plastics to allow one's own biomarker test in less than 60 seconds.
[Invention 1001]
(A) obtaining a sample containing the analyte,
(B) obtaining a first plate and a second plate that are moveable relative to each other in different configurations, each plate having a substantially flat sample contact surface; One or two plates are flexible, one or two of said plates comprising spacers fixed to their respective sample contact surfaces, said spacers having a predetermined substantially uniform height, and A step having a predetermined constant distance between spacers that is at least about twice as large as the analyte size and up to 200 μm (micrometers);
(C) attaching the sample to one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration comprising the two plates being partially or completely separated. And the spacing between the plates is not adjusted by the spacers,
(D) after (c), compressing at least a portion of the sample with the two plates into a layer of substantially uniform thickness, the uniform thickness of the plates Limited by the sample contact surface of the, the uniform thickness of the layer is adjusted by the spacer and the plate, and the compression is
Uniting the two plates, and
In order to press the plates together into the closed configuration, in parallel or in sequence, one or more regions of at least one of the plates are suitably pressed, and the appropriate said press is applied to the at least part of the sample. A substantially uniform pressure on the plate is generated such that the pressing causes the at least a portion of the sample to spread laterally between the sample contacting surfaces of the plate and the closed configuration to provide a uniform thickness region. The space between the plates in the layer is adjusted by the spacer.
Including steps, and
(E) analyzing the analyte in the layer of uniform thickness while the plate is in the closed configuration.
A method for analyzing a liquid sample, comprising:
The suitable press is a method for making the pressure applied to a certain region substantially constant regardless of the shape change of the outer surface of the plate,
The method wherein the parallel press simultaneously applies pressure to a desired region and the sequential press applies pressure to a portion of the desired region and gradually transitions to another region.
[Invention 1002]
After step (d) and before step (e), the method further comprises removing a suitable pressing force after the plate is in the closed configuration, after removing the suitable pressing force. The thickness of the uniform thickness layer is (i) substantially the same as the thickness of the uniform thickness layer prior to removing the appropriate pressing force, and (ii) of the spacer The method of invention 1001, wherein the height deviates less than 10%.
[Invention 1003]
The method of any of the preceding inventions wherein the sample attachment in step (c) is direct attachment from the subject to the plate without the use of any transfer device.
[Invention 1004]
The method of any of the preceding claims, wherein the amount of the sample deposited on the plate is unknown during the deposition of step (c).
[Invention 1005]
The analyzing step (e) includes calculating a volume of the relevant sample volume by measuring a side area of the relevant sample volume, and calculating the volume from the side area and a predetermined spacer height. The method of any of the preceding inventions, comprising the step of:
[Invention 1006]
The analyzing step (e) includes
i. Luminescence selected from photoluminescence, electroluminescence, and electrochemiluminescence,
ii. Surface Raman scattering,
iii. Electrical impedance selected from resistance, capacitance, and inductance, or
iv. i. ~ Iii. Any combination of
A method according to any of the preceding claims, including the step of measuring
[Invention 1007]
The method of any of the preceding claims, wherein said analyzing step (e) comprises reading, image analysis, or counting said analytes, or a combination thereof.
[Invention 1008]
The sample comprises one or more analytes and the one or two plate sample contacting surfaces comprises one or more binding sites, each binding site binding to and immobilizing a respective analyte. , The method of any of the preceding inventions.
[Invention 1009]
One or two plate sample contact surfaces each include one or more storage sites for storing one or more reagents, said reagents being dissolved and diffused into said sample during or after step (c). , The method of any of the preceding inventions.
[Invention 1010]
One or two plate sample-contacting surfaces include one or more amplification sites, each of said one or more amplification sites provided that said analyte or said analyte label is within 500 nm of one amplification site. The method of any of the preceding claims, wherein the signal from the analyte or the label can be amplified.
[Invention 1011]
i. The one or two plate sample contacting surfaces include one or more binding sites, each said binding site binding to and immobilizing a respective analyte, or
ii. The one or two plate sample contacting surfaces each include one or more storage sites for storing one or more reagents, said reagents being dissolved and diffused into said sample during or after step (c). , The sample comprises one or more analytes, or
iii. Wherein the analyte or the analyte label is 500 nm from the amplification site, one or more amplification sites, respectively, can amplify the signal from the analyte or the label, or
iv. i. ~ Iii. Any combination,
Any of the methods of the invention above.
[Invention 1012]
The liquid sample is amniotic fluid, aqueous humor, vitreous humor, blood (eg, whole blood, fractionated blood, plasma, serum, etc.), breast milk, cerebrospinal fluid (CSF), earwax, ear chyme, chyme, Endolymph, perilymph, feces, respiration, gastric acid, gastric juice, lymph, mucus (including nasal discharge and mucus), pericardial fluid, peritoneal fluid, pleural fluid, purulent fluid, mucous secretions, saliva, exhaled breath condensate, sebum, The method according to any one of the above-mentioned present inventions, which is a biological sample selected from semen, sputum, sweat, synovial fluid, tear fluid, vomitus, and urine fluid.
[Invention 1013]
The method of any preceding invention, wherein the layer of uniform thickness in the closed configuration is less than 150 μm.
[Invention 1014]
The method of any of the preceding claims, wherein the suitable pressing during step (d) is manual.
[Invention 1015]
The method of any of the preceding inventions, wherein the suitable press of step (d) is provided by a pressurized liquid, a pressurized gas, or a conformal material.
[Invention 1016]
The method of any of the preceding claims, wherein said analyzing step comprises counting cells within said layer of uniform thickness.
[Invention 1017]
The method of any of the preceding claims, wherein said analyzing step comprises conducting an assay in said layer of uniform thickness.
[Invention 1018]
The method of invention 1017, wherein said assay is a binding assay or a biochemical assay.
[Invention 1019]
The method of any of the preceding claims, wherein the total volume of the deposited sample is less than 0.5 μL.
[Invention 1020]
The method of any of the preceding claims, wherein multiple drops of sample are deposited on one or two of the plates.
[Invention 1021]
First plate and second plate
Including,
i. The plates are movable relative to each other in different configurations,
ii. One or two plates are flexible,
iii. Each said plate has a sample contact area on its respective surface for contacting a sample containing an analyte,
iv. One or two of the plates includes spacers affixed to respective sample contact areas, the spacers having a predetermined substantially uniform height and a maximum of at least about 2 times greater than the size of the analyte. Has a predetermined constant inter-spacer distance of 200 μm, and at least one said spacer is in said sample contact area,
One configuration is an open configuration in which the two plates are separated and the spacing between the plates is not adjusted by the spacer and the sample adheres to one or two of the plates, and
Another configuration is a closed configuration configured after the sample is deposited in the open configuration, wherein at least a portion of the sample is compressed by the two plates to a very uniform thickness. An apparatus for analyzing a liquid sample, wherein the uniform thickness of the layer is limited by the sample contact surface of the plate and is regulated by the spacer and the plate.
[Invention 1022]
The device of invention 1021, wherein the distance between the spacers is in the range of 1 μm to 120 μm.
[Invention 1023]
The device of any of the preceding claims wherein the flexible plate has a thickness in the range of 20 m to 250 m and a Young's modulus in the range of 0.1 GPa to 5 GPa.
[Invention 1024]
An apparatus according to any one of the preceding inventions, wherein for the flexible plate, the product of the thickness of the flexible plate and the Young's modulus of the flexible plate is in the range of 60 GPa-μm to 750 GPa-μm.
[Invention 1025]
The layer of the sample of uniform thickness is at least 1 mm 2 The device of any of the preceding inventions which is uniform over a side area that is
[Invention 1026]
The apparatus of any of the preceding claims wherein the layer of uniform thickness sample has a thickness uniformity of up to ±5%.
[Invention 1027]
The device of any of the preceding claims wherein the spacer is a column having a cross-sectional shape selected from a circle, polygon, ring, square, rectangle, oval, ellipse, or any combination thereof.
[Invention 1028]
The spacers have a pillar shape, have a substantially flat upper surface, and have a substantially uniform cross section, and for each spacer, the ratio of its lateral dimension to the height of the spacer is at least 1. The device of any of the preceding claims, wherein:
[Invention 1029]
The device of any of the preceding claims wherein the distance between the spacers is periodic.
[Invention 1030]
The apparatus of any of the preceding claims, wherein the spacer has a fill factor of 1% or greater, the fill factor being the ratio of the spacer contact area to the total plate area.
[Invention 1031]
The apparatus according to any one of the present invention, wherein a multiplication value of Young's modulus of the spacer and a filling rate of the spacer is 20 MPa or more, and the filling rate is a ratio of a spacer contact area to a total plate area.
[Invention 1032]
The device of any of the preceding claims, wherein the spacing between the two plates in the closed configuration is less than 200 μm.
[Invention 1033]
The device of any of the preceding inventions wherein the spacing between the two plates in the closed configuration is a value selected from 1.8 μm to 3.5 μm.
[Invention 1034]
The apparatus of any of the preceding claims, wherein the spacers are secured on the plate by directly embossing the plate or by injection molding into the plate.
[Invention 1035]
The apparatus of any of the preceding inventions wherein the material of the plate and the spacer is selected from polystyrene, PMMA, PC, COC, COP, or other type of plastic.
[Invention 1036]
The device according to any one of the preceding claims, wherein the spacer has a pillar shape, and a sidewall angle of the spacer has a circular shape having a radius of curvature of at least 1 µm.
[Invention 1037]
The spacer has a density of at least 1000/mm 2 The device of any of the preceding claims, wherein:
[Invention 1038]
The device of any of the preceding inventions wherein at least one of the plates is transparent.
[Invention 1039]
The mold used to manufacture the spacers is manufactured by a mold including a plurality of features, the features being (a) directly, by reactive ion etching or ion beam etching, or (b) reactive. The apparatus of any of the preceding inventions made by replicating or multiple replicating features etched by ion etching or ion beam etching.
[Invention 1040]
(A) obtaining a blood sample,
(B) obtaining a first plate and a second plate moveable relative to each other in different configurations, each plate having a substantially flat sample contact surface Or two plates are flexible, one or two of said plates comprising spacers fixed to their respective sample contact surfaces, said spacers comprising:
i. A predetermined substantially uniform height,
ii. A pillar shape having a substantially uniform cross section and a flat top surface;
iii. Width to height ratio of 1 or more,
iv. A predetermined constant distance between the spacers in the range of 10 μm to 200 μm,
v. Filling rate of 1% or more,
vi. The product of the filling rate of the spacer and Young's modulus, which is 2 MPa or more,
With steps, as well as
(C) depositing the blood sample on one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the open configuration comprises the two plates partially or completely. A configuration in which the plates are spaced apart and the spacing between the plates is not adjusted by the spacers,
(D) after (c), using the two plates to compress at least a portion of the blood sample into a layer of substantially uniform thickness, The layer is confined by the sample contacting surface of the plate, the uniform thickness of the layer being controlled by the spacer and the plate and averaging within the range of 1.8 μm to 3 μm with a variation of less than 10%. Has a value, the compression is
Uniting the two plates, and
In order to press the plates together into the closed configuration, in parallel or in sequence, one or more regions of at least one of the plates are suitably pressed, and the appropriate said press is applied to the at least part of the sample. A substantially uniform pressure on the plate is generated such that the pressing causes the at least a portion of the sample to spread laterally between the sample contacting surfaces of the plate and the closed configuration to provide a uniform thickness region. A configuration in which the spacing between the plates in the layer is adjusted by the spacer, and
(E) analyzing blood in the layer of uniform thickness while the plate is in a closed configuration.
A method for analyzing a blood sample, comprising:
The filling factor is the ratio of the spacer contact area to the total plate area,
A suitable press is a method of making the pressure applied to a certain region substantially constant regardless of the shape change of the outer surface of the plate,
The method wherein the parallel press simultaneously applies pressure to a desired region and the sequential press applies pressure to a part of the desired region and gradually moves to another region.
[Invention 1041]
Removing external forces after the plate is in the closed configuration,
Imaging blood cells within the layer of uniform thickness while the plate is in the closed configuration; and
Counting the number of said blood cells within an area in the image
The method of the present invention 1040, comprising:
[Invention 1042]
The method according to the invention 1040 or 1041, wherein the distance between the spacers is in the range of 20 μm to 200 μm.
[Invention 1043]
The method according to any one of claims 1040 to 1042, wherein the distance between the spacers is in the range of 5 μm to 20 μm.
[Invention 1044]
The method of any of the invention 1040 through 1043 wherein the surface variation is less than 30 nm.
[Invention 1045]
The method according to any of 1040 to 1044 of the present invention, wherein the blood sample in (b) is undiluted whole blood to which an anticoagulant is not added.
[Invention 1046]
The step (b) of attaching is
i. Puncture human skin to expel a drop of blood onto the skin, ii. The method of any of claims 1040-104, wherein the method is performed by contacting the droplet of blood with one or two of the plates without the use of a blood transfer device.
[Invention 1047]
The method of any of 1040-1046, wherein said counting step (f) comprises counting the number of red blood cells.
[Invention 1048]
The counting step (f) includes the method of any of 1040 to 1047 of the present invention, which comprises counting the number of white blood cells.
[Invention 1049]
The present invention 1040, wherein said counting step (f) comprises staining cells in said sample and counting the number of neutrophils, lymphocytes, monocytes, eosinophils and basophils. ~ 1048 any method.
[Invention 1050]
The step of imaging and the step of counting,
i. Illuminating the blood cells within the layer of uniform thickness,
ii. Taking one or more images of the blood cells using a CCD or CMOS sensor,
iii. Identifying a cell in the image using a computer; and
iv. Counting the number of blood cells in the area of the image
The method according to any of claims 1040 to 1049 of the present invention, which is carried out by
[Invention 1051]
The method of any of claims 1040-1050, wherein the external force of step (c) is provided by a human hand.
[Invention 1052]
Further measuring the sodium, potassium, chloride, bicarbonate, blood urea, nitrogen, magnesium, creatinine, glucose, calcium, HDL cholesterol LDL cholesterol level, and/or triglyceride level in the layer of uniform thickness. The method of any one of the present invention 104-1051, which comprises.
[Invention 1053]
The method of any of the claims 1040-1052, further comprising a dry reagent applied on one or two plates.
[Invention 1054]
The method of any of claims 1040-1053, wherein the layer of uniform thickness sample has a thickness uniformity of up to ±5%.
[Invention 1055]
Any of the inventions 104-1054, wherein the spacer is a column having a cross-sectional shape selected from a circle, a polygon, a ring, a square, a rectangle, an oval, an ellipse, or any combination thereof. Method.
[Invention 1056]
The method of any of the present invention 1040 through 1055, wherein the spacing between the spacers is approximately the average thickness of the RBC.
[Invention 1057]
The method of any of the inventions 1040-1056, wherein the analyzing step comprises the step of imaging cells in the blood.
[Invention 1058]
The method of any of 1040-157, wherein the cells comprise red blood cells, white blood cells, or platelets.
[Invention 1059]
The method of any of the invention 1040 to 1058, wherein the step of analyzing the blood comprises the step of imaging cancer cells, viruses, or bacteria in the blood.
[Invention 1060]
The method of any of 1040 to 1059 of the present invention, wherein the step of analyzing blood comprises detecting a protein or nucleic acid.
[Invention 1061]
The step of analyzing the blood includes measuring blood cells, the measuring the thickness of the sample using the spacer, determining the lateral area by imaging, and using a 2D image to measure red blood cells. The method of any of the present invention 1040 through 1060, comprising calculating an area.
[Invention 1062]
The method of any of the inventions 1040-61, wherein the step of analyzing the blood comprises measuring the concentration of red blood cells in the blood.
[Invention 1063]
The method of any one of the present invention 1040 to 1062, wherein the step of analyzing the blood includes the step of measuring the white blood cell concentration in the blood.
[Invention 1064]
The method of any of 1040 to 1063 of the present invention, wherein the step of analyzing the blood comprises the step of measuring the platelet concentration in the blood.
[Invention 1065]
First plate and second plate
Including,
v. The plates are movable relative to each other in different configurations,
vi. One or two of the plates is flexible,
vii. Each said plate has on its respective surface a sample contact area for contacting a blood sample,
viii. One or two of the plates includes spacers fixed to the respective plates, the spacers having a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant inter-spacer distance within a range of 7 μm to 200 μm. And at least one of the spacers is in the sample contact area,
One configuration is an open configuration in which the two plates are separated and the spacing between the plates is not adjusted by the spacer and the sample adheres to one or two of the plates, and
Another configuration is a closed configuration configured after the sample is deposited in the open configuration, wherein at least a portion of the sample is compressed by the two plates to a very uniform thickness. , The uniform thickness of said layers being limited by the inner surfaces of said two plates and controlled by said spacers and said plates, and with an average of within a range of 1.8 μm to 3 μm with small fluctuations. An apparatus for analyzing a liquid sample having a value.
[Invention 1066]
The apparatus of invention 1065, wherein the distance between the spacers is in the range of 14 μm to 200 μm.
[Invention 1067]
The device of the present invention 1065 or 1066, wherein the distance between the spacers is in the range of 7 μm to 20 μm.
[Invention 1068]
Any of the inventions 1065-1067, wherein the spacer is a column having a cross-sectional shape selected from a circle, a polygon, a ring, a square, a rectangle, an oval, an ellipse, or any combination thereof. apparatus.
[Invention 1069]
Any of the inventions 1065-1068 wherein the spacer has a pillar shape and has a substantially flat upper surface, and for each spacer the ratio of its lateral dimension to the spacer height is at least 1. That device.
[Invention 1070]
The device according to any one of the present inventions 1065 to 1069, wherein the spacer has a pillar shape, and a sidewall angle of the spacer has a circular shape having a radius of curvature of at least 1 μm.
[Invention 1071]
The spacer has a density of at least 1000/mm 2 The device of any of the inventions 1065-1070, which is
[Invention 1072]
The device of any of the present invention 1065-1071 wherein at least one of the plates is transparent.
[Invention 1073]
The device of any of the present invention 1065-1072 wherein at least one of said plates is made of a flexible polymer.
[Invention 1074]
The device of any of the present inventions 1065-1073, wherein the spacers are not compressible and/or independently only one of the plates is flexible.
[Invention 1075]
The device of any of the present invention 1065-1074 wherein the thickness of said flexible plate is in the range of 50 m to 200 m.
[Invention 1076]
The device of any of the present inventions 1065-1075, further comprising a dry reagent coated on one or two plates.
[Invention 1077]
The device of any of the present invention 1065-1076 wherein said variation is less than 10%.
[Invention 1078]
A method for locally binding a target entity in a portion of a liquid sample, the method comprising:
(A) obtaining said sample containing a target entity capable of diffusing into the sample,
(B) a step of obtaining a first plate and a second plate which are movable relative to each other in different configurations, one or two said plates being spacers fixed on each plate The spacer has a predetermined substantially uniform height, the first plate includes a binding site on its surface, the binding site has a predetermined region, and binds to the target entity. Fix it, step,
(C) attaching the sample to one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration wherein the two plates are partially or completely separated. And the spacing between the plates is not adjusted by the spacers,
(D) after (c), compressing the sample by placing the two plates in a closed configuration, wherein the closed configuration compresses at least a portion of the sample to a uniform thickness. A layer, said layer contacting the inner surfaces of said two plates, bounded by the inner surfaces and contacting said binding site, wherein the uniform thickness of said layer is adjusted by said spacer and said plate Smaller than 250 μm and substantially smaller than the linear dimension of the predetermined region of the binding site,
(E) After (d) and while the plate is in the closed configuration,
(1) incubating the sample for a relevant length of time and then stopping the incubation, or
(2) Incubating the sample for a time equal to or greater than the minimum value of the relevant time length, and then allowing the binding of the target entity to the binding site within a time equal to or less than the maximum value of the relevant time length. Steps to evaluate
And
The relevant length of time is
i. Greater than or equal to the time required for the target entity to diffuse through the thickness of the layer of uniform thickness in the closed configuration, and
ii. Significantly less than the time required for the target entity to diffuse laterally across the minimum lateral dimension of the binding site,
At the end of the incubation in (1) or during the evaluation in (2), most of the target entity bound to the binding site is from a relevant volume of the sample,
The incubation allows the target entity to bind to the binding site, and the relevant volume is a portion of the sample above the binding site in the closed configuration.
Including the method.
[Invention 1079]
Further comprising the step of assessing said target entity bound to said binding site, said assessing step being performed either after (i) step (e) or during (ii) step (e). The method of invention 1078, wherein the method is initiated after the sample has been incubated for a time that is approximately equal to or longer than the time required for the analyte to diffuse over the thickness of the uniform thickness layer.
[Invention 1080]
The method further comprises calculating the concentration of the analyte in the sample of the relevant volume, the calculation comprising the relevant sample volume defined by the predetermined region of the binding site, the uniform sample in the closed configuration. The method of the invention 1078 or 1079, which is based on the thickness of the sample and the evaluated target entity bound to the binding site.
[Invention 1081]
The method of any of claims 1078-1080, wherein said target entity is a capture agent, analyte, or detection agent.
[Invention 1082]
The method of any of claims 1078-1080, wherein the sample volume in the analyte assay region is approximately equal to the product of the predetermined area of the binding site and the predetermined spacer height.
[Invention 1083]
The first plate comprises on its surface a first predetermined assay site and a second predetermined assay site, the distance between the edges of the assay site being the uniform when the plate is in the closed position. Substantially greater than the thickness of a uniform thickness layer, at least a portion of the uniform thickness layer is above the predetermined assay site, and the sample is one or more capable of diffusing into the sample. The method of any of claims 1078-1082 of the present invention, which comprises an analyte of.
[Invention 1084]
The method of invention 1083, comprising assessing a first analyte at the first assay site and assaying a second analyte at the second predetermined assay site.
[Invention 1085]
The method of invention 1038, comprising assaying the same analyte at the first predetermined assay site and the second predetermined assay site.
[Invention 1086]
The first plate further has at least three analyte assay sites on its surface, and the distance between the edges of any two adjacent assay sites is such that the plate is in the uniform position when in the closed position. Substantially greater than the thickness of the layer of thickness, at least a portion of the layer of uniform thickness is above the assay site, and the sample is one or more analytes capable of diffusing into the sample. The method of any of 1078-1085 of the present invention, which comprises:
[Invention 1087]
The method of any of the inventions 1078-1086, comprising assaying a different analyte within each said assay site.
[Invention 1088]
Each said assay site further comprises a sub-analyte assay site, wherein at least two adjacent sub-analyte assay sites are separated by less than the thickness of said uniform thickness layer when said plate is in the closed position. Any of the inventions 1078-1087, wherein at least a portion of the layer of uniform thickness is above the assay site and the sample has one or more analytes capable of diffusing into the sample. the method of.
[Invention 1089]
The method of any of claims 1078-1088, wherein the analyte assay region is between a pair of electrodes.
[Invention 1090]
The method of any of claims 1078-1089 of the present invention, wherein said assay region is defined by one patch of dry reagent.
[Invention 1091]
The method of any of claims 1078-1090 of the invention, wherein said assay region binds and immobilizes said analyte.
[Invention 1092]
The method of any of claims 1078-1091 of the present invention, wherein said assay region amplifies the signal from said analyte.
[Invention 1093]
The assay region of claim 1078, wherein the assay region is defined by one patch of binding reagent, which upon contact with the sample dissolves in the sample, diffuses into the sample and binds the analyte. One of 1092 methods.
[Invention 1094]
The method of any of claims 1078-1093 of the present invention, wherein the thickness of said sample is less than 200 [mu]m.
[Invention 1095]
The method of any one of the present inventions 1078-1094, wherein when the plate is in the closed configuration, the first plate and the second plate include a plurality of storage sites opposite each other.
[Invention 1096]
The method of any of claims 1078-1095, wherein the ratio of the linear dimension of the binding site to the uniform thickness is greater than 5.
[Invention 1097]
The process of any of claims 1078-1096 wherein the reaction is saturated in less than 60 seconds.
[Invention 1098]
The method of any of claims 1078-1097, wherein said relevant time is in the range of 60 seconds to 30 minutes.
[Invention 1099]
In step e(i), the method of any of the present inventions 1078-1098, comprising assessing the target entity bound to the binding site after stopping the incubation.
[Invention 1100]
The method of any of claims 1078-1099 of the present invention comprising one or more washes.
[Invention 1101]
A device for locally binding a target entity on a portion of a liquid sample, comprising:
First plate and second plate
Including,
i. The plates are movable relative to each other in different configurations, one or two of the plates being flexible,
iii. Each said plate has a sample contact area on its respective surface for contacting a sample, said sample comprising an entity capable of diffusing into said sample,
iv. One of the plates has a binding site on its sample contact area, the binding site has a predetermined area, and binds to and immobilizes the target entity,
v. One or two of the plates includes spacers fixed to each plate, the spacers having a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the spacers, and the spacers. At least one of which is in the sample contact area,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated and the spacing between the plates is not adjusted by the spacer and the sample adheres to one or two of the plates, And
Another configuration is a closed configuration configured after the sample is deposited in the open configuration, wherein at least a portion of the sample is compressed by the two plates to form a layer of uniform thickness. And at least a portion of the layer of uniform thickness is above the bonding site, and the uniform thickness of the layer is limited by the inner surfaces of the two plates, the plate and the spacer A device of less than 250 μm and substantially less than the average linear dimension of a given region of the binding site.
[Invention 1102]
The first plate further comprises a first predetermined assay site and a second predetermined assay site on a surface thereof, the distance between the edges of the assay site being determined when the plate is in the closed position. Substantially greater than the thickness of the uniform thickness layer, at least a portion of the uniform thickness layer is above the predetermined assay site, and the sample is one capable of diffusing into the sample. The device of invention 1101 comprising the analytes described above.
[Invention 1103]
The first plate has at least three analyte assay sites on its surface, and the distance between the edges of any two adjacent assay sites is determined by the uniform thickness when the plate is in the closed position. Substantially greater than the thickness of the sample layer, at least a portion of the layer of uniform thickness is above the assay site and the sample contains one or more analytes that can diffuse into the sample. The apparatus of the present invention 1101 or 1102, having:
[Invention 1104]
The first plate has at least two adjacent analyte assay sites on its surface, wherein the analyte assay sites are less than the thickness of the uniform thickness layer when the plate is in the closed position. At least some of the layers of uniform thickness are not separated by a substantially large distance and are above the assay site, and the sample has one or more analytes capable of diffusing into the sample. The device of any of the present invention 1101-1103.
[Invention 1105]
The device of any of the present invention 1101-1104, wherein the analyte assay region is between a pair of electrodes.
[Invention 1106]
The device of any of the present invention 1101-1105, wherein the assay region is defined by one patch of dry reagent.
[Invention 1107]
The device of any of claims 1101-1106 of the present invention, wherein said assay region binds and immobilizes said analyte.
[Invention 1108]
The invention 1101 to 110, wherein the assay region is defined by one patch of binding reagent, which upon contact with the sample dissolves in the sample, diffuses into the sample and binds the analyte. Any device of 1107.
[Invention 1109]
The device of any of the present invention 1101-1108, wherein the distance between the spacers is in the range of 14 m to 200 m.
[Invention 1110]
The device of any of the present invention 1101-1109, wherein the distance between said spacers is in the range of 7-20 m.
[Invention 1111]
Any of the present invention 1101-1110, wherein the spacer is a column having a cross-sectional shape selected from a circle, a polygon, a ring, a square, a rectangle, an oval, an ellipse, or any combination thereof. apparatus.
[Invention 1112]
Any of the inventions 1101-1111, wherein the spacer has a pillar shape and has a substantially flat upper surface, and for each spacer the ratio of its lateral dimension to the spacer height is at least 1. That device.
[Invention 1113]
The device according to any one of the present invention 1101 to 1112, wherein the spacer has a pillar shape, and a sidewall angle of the spacer has a circular shape having a radius of curvature of at least 1 μm.
[Invention 1114]
The spacer has a density of at least 1000/mm 2 The device of any of the present invention 1101-1113.
[Invention 1115]
The device of any of the present invention 1101-1114 wherein at least one of said plates is transparent.
[Invention 1116]
The device of any of the present invention 1101-1115 wherein at least one of said plates is made of a flexible polymer.
[Invention 1117]
The device of any of the present invention 1101-1116 wherein only one of the plates is flexible.
[Invention 1118]
A method for locally releasing a reagent to a portion of a liquid sample, the method comprising:
(A) obtaining a sample,
(B) obtaining a first plate and a second plate moveable with respect to each other so as to have different configurations,
(I) one or two said plates include spacers fixed to each plate,
(Ii) the spacer has a predetermined uniform height, and
(Iii) the first plate comprises a storage site on its surface, said storage site having a predetermined region and containing a reagent, said reagent being dissolved in said sample upon contact with said sample, Diffusing into the sample, step,
(C) attaching the sample to one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration comprising the two plates being partially or completely separated. And the spacing between the plates is not adjusted by the spacers,
(D) after (c), compressing the sample by placing the two plates in a closed configuration, wherein the closed configuration compresses at least a portion of the sample to a uniform thickness. A layer, said layer being constrained by the inner surfaces of said two plates and covering said storage site, wherein the uniform thickness of said layer is adjusted by said spacer and said plate and is less than 250 μm And substantially smaller than the linear dimension of the predetermined area of the storage site,
(E) after (d) and while the plate is in the closed configuration, incubating the sample for a relevant length of time and then stopping the incubation,
The relevant length of time is
i. A time that is approximately equal to or longer than the time required for the target entity to diffuse through the thickness of the layer of uniform thickness in the closed configuration, and
ii. Less than the time required for the target entity to laterally diffuse over the linear dimension of a given region of the binding site,
Thereby, after incubation, the majority of the reagents initially on the storage site are in the relevant volume of the sample,
The incubation is a process that allows the reagents to bind or mix with the sample, the relevant volume being the portion of the sample above the binding site in the closed configuration.
Including the method.
[Invention 1119]
The method of invention 1118 wherein the reagent is a capture agent, an analyte, or a detection agent.
[Invention 1120]
The surface of the second plate in step (b) further comprises a binding site, said binding site having a corresponding predetermined region and a corresponding position and binding to said reagent to immobilize it,
In step (d), the binding site and the reagent site are aligned in the closed configuration, and
At the end of the incubation of step (e), the majority of the reagent initially on the storage site is bound to the binding site, and the binding site and the reagent in the relevant volume are substantially bound. 1118 or 1119 of the present invention, wherein equilibrium is reached.
[Invention 1121]
The method further comprises calculating the concentration of the analyte in the sample of the relevant volume, the calculation comprising the relevant sample volume defined by a predetermined region of the storage site, the uniform sample in the closed configuration. The method of any of the inventions 1118-1120, which is based on the thickness of the sample and the amount of target entity detected.
[Invention 1122]
The method of any of the present invention 1118-1121, wherein said target entity is a capture agent, analyte, or detection agent.
[Invention 1123]
The method of any of the inventions 1118-1122, wherein the volume of the sample in the predetermined region is approximately equal to the product of the predetermined area and the predetermined spacer height.
[Invention 1124]
The first plate includes on its surface a first storage site and a second storage site, the distance between the edges of the storage site being equal to the uniform thickness when the plate is in the closed position. Substantially greater than the thickness of the layer, at least a portion of the layer of uniform thickness is above the storage site, and the sample has one or more analytes capable of diffusing into the sample, The method of any of claims 1118-1123 of the present invention.
[Invention 1125]
The method of invention 1124, comprising assessing a first analyte on said first storage site and assaying a second analyte on said second storage site.
[Invention 1126]
The method of invention 1124, comprising assaying the same analyte on said first storage site and on said second storage site.
[Invention 1127]
The first plate further comprises at least three storage sites on its surface, the distance between the edges of any two adjacent storage sites being equal to the uniform thickness when the plate is in the closed position. Substantially greater than the thickness of the layer, at least a portion of the layer of uniform thickness is above the predetermined region, and the sample has one or more analytes capable of diffusing into the sample. The method of any of the inventions 1118-1126.
[Invention 1128]
The method of invention 1127, comprising assaying a different analyte within each said storage site.
[Invention 1129]
The method of any of claims 1118-1128, wherein the storage site is defined by one patch of dry reagent.
[Invention 1130]
1118-wherein the storage site is defined by one patch of binding reagent, which upon contact with the sample dissolves in the sample, diffuses into the sample and binds the analyte. 1129 either way.
[Invention 1131]
The method of any of claims 1118-1130 of the present invention, wherein the thickness of said sample is less than 200 [mu]m.
[Invention 1132]
The method of any of the present invention 1118-1131, wherein the first plate and the second plate include storage sites in opposing positions when the plate is in the closed configuration.
[Invention 1133]
The method of any of claims 1118-1132, wherein the ratio of the linear dimension of the binding site to the uniform thickness is greater than 5.
[Invention 1134]
The method of any of claims 1118-1133 wherein the reaction is saturated in less than 60 seconds.
[Invention 1135]
The method of any of claims 1118-1134, wherein said relevant time is in the range of 60 seconds to 30 minutes.
[Invention 1136]
The method of any of the present invention 1118-1135, which comprises one or more washes.
[Invention 1137]
First plate and second plate
Including,
i. The plates are movable with respect to each other in different configurations,
ii. One or two of the plates is flexible,
vi. Each said plate has a sample contact area on its respective surface for contacting a sample,
vii. One of the plates includes a storage site on its sample contact area, the storage site having a predetermined area and containing a reagent, wherein the reagent dissolves in the sample upon contact with the sample. Diffuse into the sample and bind to the target entity,
viii. One or two of the plates include spacers fixed to the respective plates, the spacers being (a) 250 μm or less and substantially smaller than the average linear dimension of the predetermined area of the reagent site. A substantially uniform height of, and (b) a predetermined constant distance between the spacers of 200 μm or less, at least one spacer being within the sample contact region,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated and the spacing between the plates is not adjusted by the spacer and the sample adheres to one or two of the plates, And
Another configuration is a closed configuration that is configured after the sample is deposited in an open configuration, in which at least a portion of the sample is compressed by the two plates into a layer of uniform thickness. At least a portion of the layer of uniform thickness is above the bonding site, and the uniform thickness of the layer is limited by the inner surfaces of the two plates and by the spacer and the plate. A device for locally releasing a reagent to a portion of a liquid sample that is conditioned.
[Invention 1138]
The first plate further includes, on its surface, a second storage site having a predetermined area, and a distance between edges of the first storage site and the second storage site is a closed position of the plate. Substantially greater than the thickness of the uniform thickness layer when at, at least a portion of the uniform thickness layer is above the storage site and the sample diffuses into the sample. The device of the present invention 1137 having one or more analytes capable.
[Invention 1139]
The first plate has at least three storage sites on its surface and the distance between the edges of any two adjacent storage sites is equal to the uniform thickness when the plate is in the closed position. Substantially greater than the thickness of the layer, at least a portion of the layer of uniform thickness is above the storage site and the sample has one or more analytes capable of diffusing into the sample, The device of the present invention 1137 or 1138.
[Invention 1140]
The first plate has at least two adjacent storage sites on its surface, the storage sites having a distance substantially greater than the thickness of a layer of uniform thickness when the plate is in the closed position. 1137-, wherein at least some of the uniform thickness layers are above assay sites and the sample has one or more analytes that can diffuse into the sample. Any device of 1139.
[Invention 1141]
The device of any of the present invention 1137-1140 wherein the storage site is defined by one patch of dry reagent.
[Invention 1142]
1137-wherein the storage site is defined by one patch of binding reagent, which upon contact with the sample dissolves in the sample, diffuses into the sample and binds the analyte. Any of the 1141 devices.
[Invention 1143]
The device of any of the present invention 1137-1142, wherein the distance between the spacers is in the range of 14 m-200 m.
[Invention 1144]
The device of any of the present invention 1137-1143, wherein the distance between the spacers is in the range of 7 μm to 20 μm.
[Invention 1145]
The spacer is columnar having a cross-sectional shape selected from a circle, a polygon, a ring, a square, a rectangle, an oval, an ellipse, or any combination thereof. apparatus.
[Invention 1146]
Any of the inventions 1137-1145, wherein the spacer has a pillar shape and has a substantially flat upper surface, and for each spacer the ratio of its lateral dimension to the spacer height is at least 1. That device.
[Invention 1147]
The device of any of the present invention 1137-1146, wherein the spacer has a pillar shape and the sidewall angle of the spacer has a circular shape with a radius of curvature of at least 1 μm.
[Invention 1148]
The spacer has a density of at least 1000/mm 2 The device of any of claims 1137-1147 of the present invention.
[Invention 1149]
The device of any of the present invention 1137-1148 wherein at least one of the plates is transparent.
[Invention 1150]
The device of any of the present invention 1137-1149 wherein at least one of the plates is made of a flexible polymer.
[Invention 1151]
The device of any of the present invention 1137-1150 wherein only one of the plates is flexible.
[Invention 1152]
A method for reducing the time to bind a target entity in a relevant volume of a sample onto a binding site on a plate surface, the method comprising:
(A) obtaining a sample containing a target entity capable of diffusing into the sample,
(B) Obtaining a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, wherein one or two said plates are spacers fixed on their respective plates. The one or two plates are flexible, the spacers have a predetermined substantially uniform height, and a predetermined constant distance between the spacers, and the first plate has a surface thereof. A binding site, wherein the binding site has a predetermined region, and binds to and immobilizes the target entity.
(C) attaching the sample to one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration wherein the two plates are partially or completely separated. And the spacing between the plates is not adjusted by the spacers,
(D) after (c), compressing the sample by placing the two plates in a closed configuration, wherein the closed configuration has an associated volume of the sample thickness of the plate open. A layer having a thickness that is substantially uniform compared to the thickness of the layer, the layer having a thickness of at least 1 mm. 2 A layer of substantially uniform thickness, the layer of substantially uniform thickness being limited by the inner surfaces of the two plates and covering the binding site, the uniform thickness of the layer being Adjusted by said plate and smaller than 250 μm and substantially smaller than the linear dimension of said predetermined region of said binding site, said relevant volume being part or all of the volume of said sample,
Including,
The method, wherein reducing the thickness of the sample in the relevant volume reduces the time for the binding between the binding site and the target entity in the relevant volume to reach equilibrium.
[Invention 1153]
The method of invention 1152, comprising reducing at least a portion of the thickness of the sample.
[Invention 1154]
The predetermined area is at least 1 mm 2 The method of the invention 1152 or 1153, which is
[Invention 1155]
The predetermined area is 1 mm 2 The method of any of 1152-1154, wherein the method is less than.
[Invention 1156]
The method further comprises assessing the target entity bound to the binding site, wherein the assessing step is approximately equal to or the time required for the analyte to diffuse over the thickness of the layer of uniform thickness. The method of any of claims 1152-1155, wherein the method is initiated after the sample has been incubated for a longer period of time.
[Invention 1157]
The method of any of the invention 1152-1156, wherein said time is reduced to less than 60 seconds.
[Invention 1158]
The method further comprises calculating the concentration of the analyte in the sample of the relevant volume, the calculation comprising the relevant sample volume defined by the predetermined region of the binding site, the uniform sample in the closed configuration. The method of any of claims 1118-1157 of the present invention, based on the thickness of the sample and the evaluated target entity bound to said binding site.
[Invention 1159]
The method of any of claims 1152-1158, wherein the target entity is a capture agent, analyte, or detection agent.
[Invention 1160]
The method of any of claims 1152-1159, wherein the sample volume at the analyte binding site is approximately equal to the product of the predetermined area of the binding site and the predetermined spacer height.
[Invention 1161]
The first plate comprises on its surface a first binding site and a second binding site, the distance between the edges of the binding site being equal to the uniform thickness of the plate when in the closed position. Substantially greater than the thickness of the layer, at least a portion of the layer of uniform thickness is above the binding site, and the sample has one or more analytes capable of diffusing into the sample, The method of any of 1152-1160 of the present invention.
[Invention 1162]
The method of any of claims 1152-1116, which comprises the step of assessing a first analyte at said first binding site and assaying a second analyte at said second binding site.
[Invention 1163]
115. The method of any of the invention 1152-1162, comprising assaying the same analyte at the first binding site and the second binding site.
[Invention 1164]
The first plate further has at least three analyte binding sites on its surface, and the distance between the edges of any two adjacent binding sites is such that the plate is in the uniform position when in the closed position. Substantially greater than the thickness of the layer of thickness, at least a portion of the layer of uniform thickness is above the binding site, and the sample is one or more analytes capable of diffusing into the sample. The method of any of 1152-1163, wherein the method comprises:
[Invention 1165]
The method of invention 1164, comprising assaying a different analyte within each said binding site.
[Invention 1166]
Each said binding site further comprises a sub-analyte binding site, wherein at least two adjacent sub-analyte binding sites are separated by less than the thickness of said uniform thickness layer when said plate is in the closed position. 1164, wherein at least a portion of the layer of uniform thickness is above the binding site and the sample has one or more analytes that can diffuse into the sample.
[Invention 1167]
The method of any of 1152-1166, wherein the binding site is between a pair of electrodes.
[Invention 1168]
The method of any of claims 1152-1167, wherein the binding site is defined by one patch of dry reagent.
[Invention 1169]
The method of any of claims 1152-1168, wherein the binding site binds to and immobilizes the analyte.
[Invention 1170]
The method of any of claims 1152-1169, wherein said binding site amplifies the signal from said analyte.
[Invention 1171]
The invention 1152, wherein the binding site is defined by one patch of binding reagent, which upon contact with the sample dissolves in the sample, diffuses into the sample and binds the analyte. ~ 1170 one of the ways.
[Invention 1172]
The method of any of claims 1152-1171, wherein the thickness of the sample is less than 200 μm.
[Invention 1173]
The method of any of claims 1152-1172, wherein the first plate and the second plate include a plurality of storage sites in opposing positions when the plate is in the closed configuration.
[Invention 1174]
The method of any of claims 1152-1173, wherein the ratio of the linear dimension of the binding site to the uniform thickness is greater than 5.
[Invention 1175]
The method of any of claims 1152-1174 wherein the reaction is saturated in less than 60 seconds.
[Invention 1176]
The method of any of claims 1152-1175, wherein said relevant time is in the range of 60 seconds to 30 minutes.
[Invention 1177]
In step e(i), the method of any of claims 1152-1176, comprising assessing the target entity bound to the binding site after stopping the incubation.
[Invention 1178]
The method of any of 1152-1177 of the present invention, comprising one or more washes.
[Invention 1179]
First plate and second plate
Including,
i. The plates are movable relative to each other in different configurations, one or two plates being flexible,
iii. Each said plate has a sample contact area on its respective surface for contacting a sample, said sample comprising an entity capable of diffusing into said sample,
iv. One of the plates has a binding site on its sample contact area, the binding site has a predetermined area, and binds to and immobilizes a target entity,
v. One or two of the plates include spacers secured to the respective plates, the spacers having a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the spacers, and the spacers. At least one of which is in the sample contact area,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated and the spacing between the plates is not adjusted by the spacer and the sample adheres to the one or two plates, And
Another configuration is a closed configuration configured after the sample is deposited in the open configuration, wherein at least a portion of the sample is compressed by the two plates to form a layer of uniform thickness. At least a portion of the layer of uniform thickness is above the bonding site, and the uniform thickness of the layer is limited by the inner surfaces of the two plates, the plate and the spacer Smaller than 250 μm and substantially smaller than the average linear dimension of the predetermined region of said binding site, and
By reducing the thickness of the relevant volume of the sample, the time for the binding between the binding site and the target entity in the relevant volume to reach equilibrium is shortened. A device for locally binding the target entity in part.
[Invention 1180]
The first plate comprises on its surface a first binding site and a second binding site, the distance between the edges of the binding site being equal to the uniform thickness of the plate when in the closed position. Substantially greater than the thickness of a layer, at least a portion of the layer of uniform thickness is above the binding site, and the sample has one or more analytes that can diffuse into the sample, The device of the invention 1179.
[Invention 1181]
The first plate has at least three analyte binding sites on its surface and the distance between the edges of any two adjacent binding sites is determined by the uniform thickness when the plate is in the closed position. Substantially greater than the thickness of the layer, at least a portion of the layer of uniform thickness is above the binding site and the sample contains one or more analytes that can diffuse into the sample. The apparatus of the present invention 1179.
[Invention 1182]
The first plate has at least two adjacent analyte binding sites on its surface, the analyte binding sites being substantially greater than the thickness of a layer of uniform thickness when the plate is in the closed position. At least part of the uniform thickness layer is above the binding site and the sample has one or more analytes capable of diffusing into the sample. The apparatus of the present invention 1179.
[Invention 1183]
The device of any of the present invention 1179-1182 wherein the binding site is defined by one patch of dry reagent.
[Invention 1184]
The device of any of claims 1179-1183 of the present invention, wherein said binding site binds and immobilizes said analyte.
[Invention 1185]
1179-wherein the binding site is defined by a patch of binding reagent, which upon contact with the sample dissolves in the sample, diffuses into the sample and binds the analyte. Any of the devices in 1184.
[Invention 1186]
The device of any of the present invention 1179-1185, wherein the distance between the spacers is in the range of 14 μm to 200 μm.
[Invention 1187]
The device of any of the present invention 1179-1186, wherein the distance between the spacers is in the range of 7 μm to 20 μm.
[Invention 1188]
The spacer is columnar having a cross-sectional shape selected from a circle, a polygon, a ring, a square, a rectangle, an oval, an ellipse, or any combination thereof, any of the inventions 1179-1187. apparatus.
[Invention 1189]
Any of the inventions 1179-1188, wherein the spacer has a pillar shape and has a substantially flat upper surface, and for each spacer the ratio of its lateral dimension to the height of the spacer is at least 1. That device.
[Invention 1190]
The device of any of the present invention 1179-1189, wherein the spacer has a pillar shape and the sidewall angle of the spacer has a circular shape with a radius of curvature of at least 1 μm.
[Invention 1191]
The spacer has a density of at least 1000/mm 2 The device of any of claims 1179-1190 of the present invention.
[Invention 1192]
The device of any of the present invention 1179-1191 wherein at least one of the plates is transparent.
[Invention 1193]
The device of any of the present invention 1179-1192 wherein at least one of the plates is made of a flexible polymer.
[Invention 1194]
The device of any of the present invention 1179-1193 wherein only one of the plates is flexible.
[Invention 1195]
A method for parallel multiplexed assay of a liquid sample without fluidic isolation, comprising:
(A) obtaining said sample containing one or more target analytes capable of diffusing into the sample,
(B) obtaining a first plate and a second plate moveable with respect to each other so as to have different configurations,
i. One or two said plates comprising spacers fixed to the respective plates, one or two plates being flexible,
ii. The spacers have a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the spacers,
iii. The first plate has one or more binding sites on its surface, each said binding site comprising a predetermined region containing a capture agent that binds and immobilizes the corresponding target analyte of (a). And has
iv. The second plate has one or more corresponding storage sites on its surface, each storage site having a predetermined region and containing a concentration of a detection agent, the detection agent being in the sample. Upon contact, dissolves in the sample and diffuses into the sample,
Each capture agent, target analyte, and corresponding detection agent can form a capture agent-target analyte-detection agent sandwich at the binding site of the first plate,
(C) attaching the sample to one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration comprising the two plates being partially or completely separated. And the spacing between the plates is not adjusted by the spacers,
(D) after (c), compressing the sample by placing the two plates in a closed configuration, the closed configuration comprising:
i. At least a portion of the sample is compressed into a layer of uniform thickness, the layer of uniform thickness contacting and limited by the inner surfaces of the two plates, and one or more Contacting said binding site and one or more said storage sites of
ii. One or more corresponding said storage sites are on one or more said binding sites, and
iii. A uniform thickness of the layer, adjusted by the spacer and the plate, is less than 250 μm and substantially less than the linear dimension of a given area of each storage site.
Is a step,
(E) After (d) and while the plate is in the closed configuration,
(1) incubating the sample for a relevant length of time and then stopping the incubation, or
(2) Incubating the sample for a time greater than or equal to the minimum relevant time length and then binding each target analyte to the binding site within a time less than or equal to the maximum relevant time length. The steps to evaluate
And
The relevant length of time is
i. More than the time required for the target analyte of (a) to diffuse over the thickness of the layer of uniform thickness in the closed configuration, and
ii. Significantly shorter than the time required for the target analyte of (a) to diffuse laterally over the smallest linear dimension of a given region of the storage or binding site,
Thereby, a reaction takes place, in which in the end of the incubation in (1) or during the evaluation in (2) most of the capture agent-target analyte-detection agent sandwich bound to each binding site has a corresponding Derived from the relevant volume of the sample,
The incubation allows each target analyte to bind to a binding site and a detection agent and the corresponding relevant volume is the portion of the sample above the corresponding storage site in the closed configuration. The separation distance between the edges of the adjacent storage sites and the separation distance between the edges of the adjacent binding sites is greater than the distance over which the target analyte or detection agent can diffuse within the relevant time period, and There is no fluidic separation between the binding site and/or the storage site, a step
Including the method.
[Invention 1196]
The method of the present invention 1195, wherein the first plate has a plurality of the binding sites on its surface.
[Invention 1197]
The method of invention 1196, wherein each of the plurality of binding sites binds to a different target analyte.
[Invention 1198]
The method of any of the inventions 1195-1197, wherein said second plate has a plurality of said corresponding storage sites on its surface.
[Invention 1199]
The method of any of the inventions 1195-1198, wherein each of said plurality of corresponding storage sites binds to a different target analyte.
[Invention 1200]
The first plate has a plurality of the binding sites on its surface and the second plate has a plurality of the corresponding storage sites on its surface, each of which when the plate is in the closed configuration. The method of any of the present invention 1195-1199, wherein the binding site opposes the corresponding storage site.
[Invention 1201]
The first plate has a plurality of the binding sites on its surface and the second plate has a storage site on its surface, the binding sites of the binding sites when the plate is in the closed configuration. The method of any of claims 1195-1200, wherein at least some of the binding sites oppose a region within said storage site.
[Invention 1202]
The first plate has one binding site on its surface, the second plate has a plurality of storage sites on its surface, and at least some of the aforementioned when the plate is in the closed configuration. The method of any of the present invention 1195-1201, wherein the storage site opposes a region within said binding site.
[Invention 1203]
Any of the inventions 1195-1202, wherein the first plate has a plurality of binding sites on its surface, the binding sites comprising different capture agents that bind and immobilize the same target analyte. the method of.
[Invention 1204]
The method of any of the inventions 1195-1203, wherein the first plate has a plurality of binding sites on its surface, the binding sites comprising the same capture agent.
[Invention 1205]
The method of invention 1204, wherein the capture agent is present at different densities at the different binding sites.
[Invention 1206]
Any of the inventions 1195-1205, wherein there is a separation distance between two adjacent binding sites or two adjacent storage sites and the ratio of separation distance to thickness of the sample in the closed configuration is at least 3. That way.
[Invention 1207]
The method further comprises calculating a concentration of one or more analytes in the sample of the relevant volume, the calculation comprising the relevant sample volume defined by a predetermined region, the uniform sample in the closed configuration. The method of any of the inventions 1195-1206, which is based on sample thickness and the amount of target entity detected.
[Invention 1208]
The method of any of the inventions 1195-1207, wherein said target entity is a capture agent, analyte, or detection agent.
[Invention 1209]
The method of any of claims 1195-1208, wherein the volume of the sample in the predetermined region is approximately equal to the product of the predetermined area and the predetermined spacer height.
[Invention 1210]
The method of any of the inventions 1195-1209, comprising assaying the same analyte in the relevant volume on at least two of the binding sites.
[Invention 1211]
The method of any of the inventions 1195-1210, comprising assaying different analytes in the relevant volume on at least two of the binding sites.
[Invention 1212]
The method of any of the present invention 1195-1211, wherein said storage site is defined by a plurality of patches of dry reagent.
[Invention 1213]
The reservoir site is defined by a patch of binding reagent, which upon contact with the sample dissolves in the sample, diffuses into the sample and binds the analyte. Either way.
[Invention 1214]
The method of any of claims 1195-1213 of the present invention wherein the thickness of said sample is less than 200 [mu]m.
[Invention 1215]
The method of any of the present invention 1195-1214 wherein the ratio of the linear dimension of the binding site to the uniform thickness is greater than 5.
[Invention 1216]
The method of any of the present invention 1195-1215 comprising one or more washes.
[Invention 1217]
An apparatus for parallel multiplexed assay of a liquid sample without fluidic isolation, comprising:
Including a first plate and a second plate,
i. The plates are movable relative to each other in different configurations, one or two plates being flexible,
ii. One or two said plates comprising spacers fixed to the respective plates, said spacers having a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the spacers,
iii. Each said plate has a sample contact area on its respective surface for contacting a sample, said sample comprising one or more target analytes capable of diffusing into said sample,
iv. The first plate has on its surface one or more binding sites each having a predetermined region containing a capture agent that binds and immobilizes a corresponding target analyte of the sample, and
v. The second plate has one or more corresponding storage sites on its surface, each storage site having a predetermined area and containing a concentration of a detection agent, the detection agent comprising: Upon contact with the sample, it dissolves in the sample and diffuses into the sample,
Each capture agent, target analyte, and corresponding detection agent can form a capture agent-target analyte-detection agent sandwich at the binding site of the first plate,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated and the spacing between the plates is not adjusted by the spacer and the sample adheres to one or two of the plates, And
Another configuration is a closed configuration configured after the sample is deposited in the open configuration, wherein the closed configuration comprises:
i. At least a portion of the sample is compressed into a layer of uniform thickness, the layer of uniform thickness contacting and limited by the inner surfaces of the two plates, and one or more Coating the binding site and one or more of the storage sites,
ii. One or more corresponding said storage sites are on one or more said binding sites, and
iii. A uniform thickness of the layer, adjusted by the spacer and the plate, is less than 250 μm and substantially less than the linear dimension of the predetermined area of each storage site, and
iv. There is no fluid isolation between the binding site and/or the storage site,
The separation between the edges of adjacent storage sites and the separation between the edges of adjacent binding sites is greater than the distance over which the target analyte or detection agent can diffuse within a relevant time period, and /Or a device in which there is no fluidic isolation between the storage sites.
[Invention 1218]
The device of invention 1217, wherein said first plate has a plurality of said binding sites on its surface.
[Invention 1219]
The device of invention 1217 or 1218, wherein each of the plurality of binding sites binds to a different target analyte.
[Invention 1220]
The device of any of claims 1217-1219, wherein the second plate has a plurality of corresponding storage sites on a surface thereof.
[Invention 1221]
The device of any of claims 1217-1220, wherein each of the plurality of corresponding storage sites binds a different target analyte.
[Invention 1222]
The first plate has a plurality of the binding sites on its surface and the second plate has a plurality of the corresponding storage sites on its surface, each of which when the plate is in the closed configuration. The device of any of the present inventions 1217-1221, wherein the binding site faces the corresponding storage site.
[Invention 1223]
The first plate has a plurality of the binding sites on its surface and the second plate has a storage site on its surface, the binding sites of the binding sites when the plate is in the closed configuration. The device of any of the present invention 1217-1222 wherein at least some of the binding sites oppose an area within said storage site.
[Invention 1224]
The first plate has one binding site on its surface and the second plate has multiple storage sites on its surface, among the storage sites when the plate is in the closed configuration. The device of any of the inventions 1217-1223, wherein at least some of the storage sites of said are facing an area within said binding site.
[Invention 1225]
Any of the inventions 1217-1224, wherein the first plate has a plurality of binding sites on its surface, the binding sites comprising different capture agents that bind to and immobilize the same target analyte. Equipment.
[Invention 1226]
The device of any of the present invention 1217-1225, wherein said first plate has a plurality of binding sites on its surface, said binding sites comprising the same capture agent.
[Invention 1227]
The device of invention 1226 wherein the capture agents are present at different densities at different binding sites.
[Invention 1228]
Any of the inventions 1217-1227 wherein there is a separation distance between two adjacent binding sites or two adjacent storage sites and the ratio of the separation distance to the thickness of the sample in the closed configuration is at least 3. That device.
[Invention 1229]
The device of any of claims 1217-1228, wherein the distance between the spacers is in the range of 1 μm to 120 μm.
[Invention 1230]
The device of any of claims 1217-1229, wherein the flexible plate has a thickness in the range of 20 m to 250 m and a Young's modulus in the range of 0.1 GPa to 5 GPa.
[Invention 1231]
An apparatus according to any of the inventions 1217-1230, wherein for the flexible plate, the product of the thickness of the flexible plate and the Young's modulus of the flexible plate is in the range of 60-750 GPa-μm. ..
[Invention 1232]
The layer of the sample of uniform thickness is at least 1 mm 2 The device of any of the inventions 1217-1231 which is uniform over the lateral area of the.
[Invention 1233]
The apparatus of any of the present inventions 1217-1232, wherein the layer of uniform thickness sample has a thickness uniformity of up to ±5%.
[Invention 1234]
Any of the inventions 1217-1233, wherein the spacer is a pillar having a cross-sectional shape selected from a circle, a polygon, a ring, a square, a rectangle, an oval, an ellipse, or any combination thereof. apparatus.
[Invention 1235]
The spacers have a pillar shape, have a substantially flat upper surface, and have a substantially uniform cross-section, and for each spacer, the ratio of its lateral dimension to the height of the spacer is at least 1. The apparatus of any of the present invention 1217-1234.
[Invention 1236]
The device of any of the present invention 1217-1235 wherein the distance between the spacers is periodic.
[Invention 1237]
The apparatus of any of the present invention 1217-1236, wherein the spacer has a fill factor of 1% or greater, the fill factor being the ratio of the spacer contact area to the total plate area.
[Invention 1238]
The apparatus according to any one of the present inventions 1217 to 1237, wherein a multiplication value of Young's modulus of the spacer and a filling rate of the spacer is 20 MPa or more, and the filling rate is a ratio of a spacer contact area to a total plate area.
[Invention 1239]
The device of any of the present invention 1217-1238, wherein the spacing between the two plates in the closed configuration is less than 200 μm.
[Invention 1240]
The device of any of the present invention 1217-1239, wherein the distance between the two plates in the closed configuration is a value selected from 1.8 μm to 3.5 μm.
[Invention 1241]
The device of any of the inventions 1217-1240, wherein the spacers are secured on the plate by directly embossing the plate or by injection molding into the plate.
[Invention 1242]
The device of any of the present invention 1217-1241, wherein the material of the plates and spacers is selected from polystyrene, PMMA, PC, COC, COP, or other type of plastic.
[Invention 1243]
The device of any of the inventions 1217-1242, wherein the spacer has a pillar shape and the sidewall angle of the spacer has a circular shape with a radius of curvature of at least 1 μm.
[Invention 1244]
The spacer has a density of at least 1000/mm 2 The device of any of the present invention 1217-1243.
[Invention 1245]
The device of any of the present invention 1217-1244 wherein at least one of said plates is transparent.
[Invention 1246]
A system for rapidly analyzing a sample using a mobile phone,
(A) one or two plates of the CROF device are movable with respect to each other in different configurations,
i. One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two of the plates, and
ii. Another configuration is a closed configuration configured after the sample is deposited in the open configuration, wherein at least a portion of the sample is compressed by the two plates to form a layer of uniform thickness. A layer of uniform thickness is in contact with and limited by the inner surfaces of the two plates and is regulated by the plates and the spacer, a CROF device;
(B) i. One or more cameras for detecting and/or imaging the sample,
ii. Electronic components, signal processor, hardware and software for receiving and/or processing detected signals and/or images of said sample and for telecommunications
A mobile communication device including
(C) a light source from either the mobile communication device or an external source
Including the system.
[Invention 1247]
One of the plates has a binding site for binding an analyte, at least a portion of the layer of uniform sample thickness is above the binding site, and is greater than the average lateral linear dimension of the binding site. The system of the invention 1246, which is also substantially smaller.
[Invention 1248]
(D) A housing configured to hold the sample and be attached to the mobile communication device
The system of invention 1246 or 1247, further comprising:
[Invention 1249]
The housing comprises optics for facilitating imaging and/or signal processing of the sample by the mobile communication device, and a fixture configured to hold the optics to the mobile communication device. The system of the invention 1248, including:
[Invention 1250]
The mobile communication device of any of the inventions 1246-1249, wherein the mobile communication device is configured to communicate test results to a medical professional, medical institution, or insurance company.
[Invention 1251]
The system of invention 1250, wherein the mobile communication device is further configured to communicate information about the subject to a medical professional, medical institution, or insurance company.
[Invention 1252]
The system of any of the inventions 1246-1251, wherein the mobile communication device is configured to receive prescriptions, diagnoses, or advice from a medical professional.
[Invention 1253]
The mobile communication device is
(A) for capturing an image of the sample,
(B) for analyzing inspection and control positions in the image, and
(C) for comparing the value obtained from the analysis of the inspection position with a threshold characterizing a rapid diagnostic test
The system according to any one of the inventions 1246 to 1252, which is composed of hardware and software.
[Invention 1254]
The system of any of claims 1246-1253 wherein at least one of the plates comprises a storage site in which an assay reagent is stored.
[Invention 1255]
The system of any of claims 1246-1254 wherein at least one of the cameras reads a signal from the CROF device.
[Invention 1256]
The system of any of claims 1246 to 1255, wherein the mobile communication device communicates with a remote location via WiFi or a cellular network.
[Invention 1257]
The system of any of claims 1246 to 1255, wherein the mobile communication device is a mobile phone.
[Invention 1258]
A method for rapidly analyzing a sample using a mobile phone, comprising:
(A) depositing a sample on the CROF device of the system of any of the inventions 1246 to 1257,
(B) assaying the sample deposited on the CROF device to produce a result; and
(C) transmitting the result from the mobile communication device to a location remote from the mobile communication device.
Including the method.
[Invention 1259]
Analyzing the results at a remote location and providing analysis results; and
Transmitting the analysis result from the remote location to the mobile communication device
The method of the invention 1258, comprising:
[Invention 1260]
The method of claim 1258 or 1259, wherein said analysis is performed by a remote medical professional.
[Invention 1261]
The method of any one of the inventions 1258-1260, wherein the mobile communication device receives prescriptions, diagnostics, or advice from a remote medical professional.
[Invention 1262]
The method of any of the present invention 1259-1261, wherein said sample is a body fluid.
[Invention 1263]
The method according to any one of the inventions 1259 to 1262, wherein the sample is blood, saliva, or urine.
[Invention 1264]
The method of any of the inventions 1259-1263, wherein the assaying step comprises detecting an analyte in the sample.
[Invention 1265]
The method of invention 1264 wherein the analyte is a biomarker.
[Invention 1266]
The method of invention 1264, wherein the analyte is a protein, nucleic acid, cell, or metabolite.
[Invention 1267]
The method of any of the invention 1259-1266, comprising the step of counting the number of red blood cells.
[Invention 1268]
The method of any of claims 1259 to 1267 of the present invention comprising counting the number of white blood cells.
[Invention 1269]
The method of any of the present inventions 1259 to 1268, which comprises the step of staining cells in said sample and counting the number of neutrophils, lymphocytes, monocytes, eosinophils and basophils.
[Invention 1270]
The method of any of claims 1259-1269 of the invention wherein the assay performed in step (b) is a binding assay or a biochemical assay.
[Invention 1271]
(A) obtaining said sample containing an analyte capable of diffusing into the sample,
(B) obtaining a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, wherein one or two of the plates comprises spacers fixed to the respective plates. Wherein the spacer has a predetermined uniform height and the first plate includes an analyte assay region having a predetermined region on its surface,
(C) attaching the sample to one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration comprising the two plates being partially or completely separated. And the spacing between the plates is not adjusted by the spacers,
(D) after (c), compressing at least a portion of the sample into a layer of uniform thickness using the two plates, wherein the layer of uniform thickness comprises: Confined by the inner surfaces of the two plates, at least a portion of the layer is above the analyte assay region, and the uniform thickness of the layer is controlled by the spacer and the plate and the analyte Substantially smaller than the linear dimension of a given lateral area of the assay area, said compression is
Uniting the two plates, and
Applying an external force to the outer surface of the plate to press the plate together into a closed configuration
The force creates a pressure on the plate over at least a portion of the sample, the pressure spreading at least a portion of the sample laterally between the inner surfaces of the plate, and The closed configuration is a configuration in which the spacing between the plates in the layer of uniform thickness region is adjusted by the spacer,
(E) while the plate is in the closed configuration, (i) for a time substantially equal to or longer than the time required for the analyte to diffuse over the thickness of the layer of uniform thickness, and (I) incubating the sample for a time significantly shorter than the time required for the analyte to diffuse across the analyte assay region,
(F) Immediately after step (e), the incubation is stopped and the analyte in the assay area is counted, or the incubation is continued while the plate is in the closed configuration, whereby the analyte is analyzed. Measuring the analyte in the assay area in a time significantly shorter than the time required to diffuse across the assay area.
A method for analyzing a liquid sample, comprising:
[Invention 1272]
The method of invention 1271, further comprising the step of: (g) calculating the analyte concentration in the volume of the sample in the sample layer in said assay region.
[Invention 1273]
The method of the invention 1271 or 1272, wherein the volume of the sample in the sample layer in the assay region is approximately equal to the product of the predetermined assay region and the predetermined spacer height.
[Invention 1274]
The first plate comprises a first assay region and a second assay region, and the method comprises assaying the same analyte in the first assay region and the second assay region. One of 1271-1273.
[Invention 1275]
The method of any of claims 1271-1274 wherein the analyte assay region is between a pair of electrodes.
[Invention 1276]
The method of any of claims 1271-1275 wherein the assay region is defined by one patch of dry reagent.
[Invention 1277]
127. The method of any of 1271-1276 of the invention, wherein the assay region binds and immobilizes the analyte.
[Invention 1278]
The invention 1271-, wherein the assay region is defined by a patch of binding reagent, which upon contact with the sample dissolves in the sample, diffuses into the sample and binds the analyte. Either way in 1277.
[Invention 1279]
The first plate further has a plurality of analyte assay sites on its surface, the distance between the edges of two adjacent assay sites being equal to the uniform thickness when the plate is in the closed position. Substantially greater than the layer thickness, at least a portion of the layer of uniform thickness is above the assay site, and the sample has one or more analytes that can diffuse into the sample, The method of any of 1271-1278 of the present invention.
[Invention 1280]
The method of invention 1279, wherein at least two of the adjacent sites are not separated from one another to prevent analyte diffusion between the sites.
[Invention 1281]
The method of any of claims 1271-1280 of the present invention wherein the thickness of the sample is less than 200 μm.
[Invention 1282]
127. The method of any of claims 1271-1281, wherein the first plate and the second plate include a plurality of storage sites in opposing positions when the plate is in the closed configuration.
[Invention 1283]
The method of any of claims 1271-1282 wherein the ratio of the linear dimension of the binding site to the uniform thickness is greater than 5.
[Invention 1284]
The method of any of claims 1271-1283 wherein the reaction is saturated in less than 60 seconds.
[Invention 1285]
The method of any of claims 1271-1284, wherein said relevant time is in the range of 60 seconds to 30 minutes.
[Invention 1286]
In step e(i), the method of any of the inventions 1271-1285, comprising assessing the target entity bound to the binding site after stopping the incubation.
[Invention 1287]
127. The method of any of 1271-1286 of the present invention, comprising one or more washes.
[Invention 1288]
The method according to any of the inventions 1271 to 1287, wherein the distance between the spacers is in the range of 14 μm to 200 μm.
[Invention 1289]
The method according to any one of the inventions 1271 to 1288, wherein the distance between the spacers is in the range of 7 μm to 20 μm.
[Invention 1290]
Any of the inventions 1271-1289, wherein the spacer is a column having a cross-sectional shape selected from a circle, a polygon, a ring, a square, a rectangle, an oval, an ellipse, or any combination thereof. Method.
[Invention 1291]
Any of the inventions 1271-1290, wherein said spacers have a pillar shape and have a substantially flat upper surface, and for each spacer the ratio of its lateral dimension to the height of said spacer is at least 1. That way.
[Invention 1292]
The method according to any one of the inventions 1271 to 1291, wherein the spacer has a pillar shape, and a sidewall angle of the spacer has a circular shape having a radius of curvature of at least 1 μm.
[Invention 1293]
The spacer has a density of at least 1000/mm 2 The method of any of 1271-1292 of the present invention which is:
[Invention 1294]
The method of any of claims 1271-1293 wherein at least one of the plates is transparent.
[Invention 1295]
The method of any of claims 1271-1294 wherein at least one of the plates is made of a flexible polymer.
[Invention 1296]
The method of any of claims 1271-1295 of the present invention wherein only one of the plates is flexible.
当業者であれば、以下に説明する図面は説明のためのものに過ぎないことを理解するであろう。図面は、決して本教示の範囲を限定することを意図しない。図面は一定の比率によるものでない可能性がある。現在の実験データポイントを示す図面において、データポイントを結ぶ線はデータの閲覧を指導するためのもののみであり、他の手段ではない。
(図1)図1は、CROF(圧縮調節開放流)の実施形態の図である。図(a)は、スペーサを有する第1のプレートと、第2のプレートとを示す。図(b)は、開放構成において、第1のプレート(図示)又は第2のプレート(図示せず)又はその両方(図示せず)に試料を付着させることを示す。図(c)は、(i)2つのプレートを用いて試料を広げて(試料がプレートの間で流れる)、試料の厚さを減少させることと、(ii)スペーサ及びプレートを用いて閉鎖構成における試料の厚さを調節することとを示す。各プレートの内面は、1つ以上の結合部位及び/又は貯蔵部位(図示せず)を有してもよい。
(図2)図2は、結合部位又は貯蔵部位を有するプレートを示す。図(a)は、結合部位を有するプレートを示す。図(b)は、試薬貯蔵部位を有するプレートを示す。図(c)は、結合部位を有する第1のプレートと、試薬貯蔵部位を有する第2のプレートとを示す。図(d)は、複数の部位(結合部位及び/又は貯蔵部位)を有するプレートを示す。
(図3)図3は、試料の厚さを減少させることによりアッセイインキュベーション時間を短縮する方法のフローチャート及び概略図である。図(a)は、基板表面に少なくとも1つの結合部位を有する第1のプレートを示す。図(b)は、第2のプレート(第1のプレートと異なる寸法を有してもよい)を示す。図(c)は、基板表面(図示)又はカバープレート(図示せず)又はその両方(図示せず)上に試料(標的結合実体を含む)を付着させることを示す。図(d)は、第1の及び第2のプレートを互いに向かい合うように移動させ、かつプレート間の間隔を減少させることによって試料の厚さを減少させることを示す。厚さが減少した試料をインキュベートする。試料の厚さが減少すると、インキュベーション時間が短縮される。前記方法のいくつかの実施形態は、スペーサを使用して間隔を調整し、(スペーサを)図示していない。
(図4)図4は、2つのプレート、スペーサ及び圧縮(断面で示されている)を使用して試料の厚さを減少させることによって結合時間又は混合時間を短縮することを示す。図(a)は、試料中の実体を固体表面上の結合部位に(X−(体積から表面))結合するための時間を短縮することを示す。図(b)は、プレートの表面に貯蔵された実体(例えば、試薬)を他の表面上の結合部位に(X−(表面から別の表面))結合するための時間を短縮することを示す。図(c)は、プレートの表面に貯蔵された試薬を該プレートと他のプレートとの間に挟まれた試料に(X−(表面から体積))添加するための時間を短縮することを示す。
(図5)図5は、可撓性プレートにおける局部湾曲を回避するか又は低減する方法を示す。図(a)は、所定の試料及び圧縮条件下で、可撓性プレート(第2のプレート、例えばプラスチックフィルム)に対して、スペーサ間の距離が大き過ぎ、かつ第1のプレートが剛性であると仮定すると、該プレートが、閉鎖構成において、2つの隣接するスペーサの間に局部的なたるみ(すなわち、内側に湾曲する)を有することを示す。プレート間の試料は描かれていない。図(b)は、適切なスペーサ間の距離及び適切な圧縮力を使用することによって、図(a)の可撓性プレートの局部湾曲(たるみ)を低減するか又は実質的に回避することを示す。プレート間の試料は描かれていない。
(図6)図6は、プレート間隔(試料の厚さ)の調整に対する大きな塵埃の影響を低減することを示す。図(a)は、2つの剛性プレートを使用する場合、スペーサの高さよりも大きい厚さを有する塵埃が、スペーサによる意図されたプレート間隔調整を破壊する可能性がある(したがって、意図された試料の厚さ調整を破壊する)ことを示す。プレート間の試料は描かれていない。図(b)は、適切な可撓性プレート及び適切なスペーサ間の距離を使用して、塵埃の影響を塵埃の周りの小さい領域に遮断し、他の領域における間に、プレート間隔(したがって、試料の厚さ)は、塵埃ではなく、スペーサによって調整されることを示す。この図における第1のプレートは剛性であり、第2のプレートは可撓性であり、スペーサが当初は第1のプレート上に固定される。図(c)は、適切な可撓性プレート及び適切なスペーサ間の距離を使用して、塵埃の影響を塵埃の周りの小さい領域に遮断し、他の領域における間に、プレート間隔(したがって、試料の厚さ)は、塵埃ではなく、スペーサによって調整されることを示す。この図における第1のプレートは剛性であり、第2のプレートは可撓性であり、スペーサが当初は第2のプレート上に固定される。
(図7)図7は、適切なスペーサ配置及び(複数の)可撓性プレートを使用することによってプレートの表面平坦度変動の影響を低減することを示す。図(a)は、所望の試料の厚さに比べて、表面平坦度変動が非常に大きく、それにより試料の厚さを決定する際に誤差を生じることを示す。この図において、1つのプレートのみが大きな平坦度変動を有する(実際に、2つのプレートはいずれも大きな平坦度変動を有する)。プレート間の試料は描かれていない。図(b)は、プレートの表面平坦度変動距離、λを示し、それは表面高さの局所最大値から隣接する局所最小値までの距離である。図(c)は、どのように2つのプレートの1つ又は両方を可撓性にし、かつ適切なスペーサ間の距離及び適切な圧力を使用して閉鎖構成でそれらが開放構成にある時の最初表面平坦度変動を修正することにより、小さな表面平坦度変動を実現するかを示す。プレート間の試料は描かれていない。図(d)は、可撓性第2のプレート及び適切なスペーサ間の距離を使用することにより、試料の厚さ変動をプレートの初期表面平坦度変動より小さくすることを示す。可撓性プレートと剛性プレートの輪郭は一致する。プレート間の試料は描かれていない。
(図8)図8は、試料の厚さ調整のためのプレート及び密閉スペーサ(ウェル)を示す。図(a)は、第1のプレート及び第2のプレートを示し、ここで、第1のプレートは密閉スペーサ(ウェル)を有する。図(b)は、開放構成において、第1のプレート(図示)又は第2のプレート(図示せず)又はその両方(図示せず)に試料を付着させることを示す。図(c)は、(i)2つのプレートを使用して試料を広げ(試料がプレートの間に流れる)かつ試料の厚さを減少させ、また(ii)スペーサ及びプレートを使用して閉鎖構成での試料の厚さを調整することを示す。
(図9)図9は、密閉スペーサ(ウェル)を使用して試料の厚さ調整を行う他の実施形態を示す。図(a)は、第1のプレート及び第2のプレートを示し、ここで、第1のプレートは密閉スペーサ(ウェル)を有し、ウェル内に少なくとも1つのスペーサを有する。図(b)は、開放構成において、第1のプレート(図示)又は第2のプレート(図示せず)又はその両方(図示せず)に試料を付着させることを示す。図(c)は、(i)2つのプレートを使用して試料を広げ(試料がプレートの間に流れる)かつ試料の厚さを減少させ、また(ii)スペーサ及びプレートを使用して閉鎖構成での試料の厚さを調整することを示す。図(d)は、第1のプレート及び第2のプレートの他の実施形態を示し、ここで、第1のプレートのウェルにスペーサがない。
(図10)図10は、本発明の例示的な実施形態、すなわち1つのプレートの1つの結合部位と他のプレートの複数の貯蔵部位を使用する単一のCROF装置における多重検出を概略的に示す。図(a)及び(b)は、それぞれ例示的な装置の斜視図及び断面図である。
(図11)図11は、本発明のさらなる例示的な実施形態、すなわち1枚のプレートの1つの貯蔵部位と他のプレートの複数の結合部位を使用する単一のCROF装置における多重検出を概略的に示す。図(a)及び(b)は、それぞれ例示的な装置の斜視図及び断面図である。
(図12)図12は、本発明のさらなる例示的な実施形態、すなわち1枚のプレートの複数の結合部位と他のプレートの複数の対応する貯蔵部位を使用する単一のCROF装置における多重検出を概略的に示す。図(a)及び(b)は、それぞれ例示的な装置の斜視図及び断面図である。
(図13A)図13Aは、飽和インキュベーション時間が30秒未満であるアッセイを達成するために、30μmのスペーサ高さのスペーサアレイとともにCROFを使用するQMAXアッセイを概略的に示す。
(図13B)図13Bは捕獲された標識対インキュベーション時間のシグナルの計測であり、図13Aに記載のQMAXアッセイの飽和インキュベーション時間が30秒未満であることを示す。
(図14)図14は、洗浄あり(不均質アッセイ)また洗浄なし(均質アッセイ)での30μmのギャップ(CROF装置に対して)を有するQAX及びQMAXアッセイについての実験的に測定されたLoD(検出限界)を示す。
(図15)図15は、(i)ガラス基板上に少量の試料を滴下し、(ii)試料領域がCROFの閉鎖構成で拡張した場合の、上面図及び断面図を示す。
(図16)図16は、本明細書で使用されるいくつかの用語の意味を示す。
(図17)図17は、プレートにおけるスペーサ。(a)柱状スペーサのサイズが46μm×46μmでありかつ柱間の距離が54μmであり、また(b)柱状スペーサのサイズが10μm×70μmでありかつ柱間の距離が10μmの画像の上面図であり、また(c)柱状スペーサのサイズが30μm×40μmでありかつスペーサの高さが2μmであり、また(d)柱状スペーサのサイズが30μm×40μmでありかつスペーサの高さが30μmの眺望図SEMである。
(図18)図18は、IDS、プレートの厚さ及び材料の、試料の厚さへの影響を示す。異なるプレート及びスペーサ材料、異なるプレートの厚さ及び異なる試料でのスペーサ間の距離(IDS)に対する、試料の厚さの偏差及び均一性の測定値を示す。CROF装置の基板は、250μm厚の未処理平面PMMA(サイズが25.4mm×25.4mmである)である。X‐プレートは、周期的な柱状スペーサアレイを含み、スペーサの高さが5μmであり、形状が長方形であり(柱の横方向のサイズが10×10μmであり、断面がほとんど均一であり、角が丸められる)、スペーサ間の距離が20μm、50μm、100μm、200μm、500μmであり、サイズが25.4mm×25.4mmのPMMA又はPSで製造される。試料は、2μLの血液(指で直接触れて滴下する)、唾液又はPBS(ピペットで滴下する)であり、CROF装置を手でハンドプレスしかつ1インチ×1インチの領域で擦り、かつプレス後に自己保持される。図において、標識
は血液試料を使用する175μm厚のPMMA用の標識であり、標識
は唾液試料を使用する175μm厚のPMMA用の標識であり、標識
はPBS試料を使用する125μm厚のPS用の標識であり、標識
は血液試料を使用する50μm厚のPMMA用の標識であり、標識
は血液試料を使用する25μm厚のPS用の標識である。
(図19)図19は、X‐プレートのISD4/(hxE)(概略図中、x=1)値に対する、試料の厚さの偏差及び均一性の測定値を示す。ISDはスペーサ間の距離であり、hは材料の高さ(厚さ)であり、Eは材料のヤング率であり、xは典型的な範囲が1〜3のフィッティングパラメータである。該テストでは、CROF装置の基板は、250μm厚の未処理PMMA(サイズは25.4mm×25.4mmである)であり、X‐プレートは175μm厚の未処理PMMA、125μm厚の未処理PS、50μm厚の未処理PMMA、及び25μm厚の未処理PS(サイズは25.4mm×25.4mmである)であり、それは、周期的な柱状スペーサアレイを含み、スペーサの高さが5μmであり、形状が長方形であり(柱の横方向のサイズが10×10μmであり、断面がほとんど均一であり、角が丸められる)、スペーサ間の距離が20μm、50μm、100μm、200μm、500μmであり、試料は、2μLの血液(指で直接触れて滴下する)、唾液又はPBS(ピペットで滴下する)であり、CROF装置を手でハンドプレスしかつ1インチ×1インチの領域で擦り、かつプレス後に自己保持される。ISD4/hx=1/Eの計算において、PMMAのヤング率は2.5GPa、PSのヤング率は3.3GPaである。ISD4/(hE)の値が106μm3/GPaより大きい場合、CROF装置の性能は悪化する。図面において、標識
は血液試料を使用する175μm厚のPMMA用の標識であり、標識
は唾液試料を使用する175μm厚のPMMA用の標識であり、標識
はPBS試料を使用する125μm厚のPS用の標識であり、標識
は血液試料を使用する50μm厚のPMMA用の標識であり、標識
は血液試料を使用する25μm厚のPS用の標識である。
(図20)図20は、X−プレート上の異なる柱状スペーサのサイズ及び高さでのスペーサ間の距離に対する、試料の厚さの偏差及び均一性の測定値を示す。CROF装置の基板は、1mm厚の未処理ガラス(サイズは25.4mm×25.4mmである)であり、X‐プレートは125μm厚の未処理PS(サイズは25.4mm×25.4mmである)であり、それは、スペーサの高さが5μmであり、形状が長方形であり(柱の横方向のサイズが10×10μmであり、断面がほとんど均一であり、角が丸められる)、スペーサ間の距離が20μm、50μm、100μm、200μm、500μmである周期的な柱状スペーサアレイ
と、柱の横方向のサイズが40×40μmであり、スペーサ間の距離が60μm、150μm、及び200μmである周期的な柱状スペーサアレイ
と、スペーサの高さが12μmであり、形状が長方形であり、柱の横方向のサイズが40×40μmであり、スペーサ間の距離が150μm、200μmである周期的な柱状スペーサアレイ
と、スペーサの高さが22μmであり、形状が長方形であり、柱の横方向のサイズが40×40μmであり、スペーサ間の距離が150μm、200μmである周期的な柱状スペーサアレイ
とを含み、試料は、PBS(ピペットで滴下する)であり、5μm厚のCROFの場合は2μLの試料を使用し、12μm厚のCROFの場合は5μLの試料を使用し、22μm厚のCROFの場合は9μLの試料を使用し、CROF装置を手でハンドプレスしかつ1インチ×1インチの領域で擦り、かつプレス後に自己保持される。(図中の線は視線誘導のためのものである。)
(図21)図21は、全ての150μm未満の全試料についてISDを保持する間の、柱の高さに対する柱の幅の異なる比に対する、試料の厚さの偏差及び均一性の測定値を示す。CROF装置の基板は、1mm厚の未処理ガラス(サイズが25.4mm×25.4mmである)である。CROF装置を手でハンドプレスしかつ1インチ×1インチの領域で擦り、かつプレス後に自己保持される。上図における標識付きの試料は以下のとおりである。
A.(標識
の付いた)125μm厚のPSで製造されたX‐プレート、左から右へ:1:X‐プレート柱サイズ10×10μm、高さ22μm、ISD 100μm、9μL PBS緩衝液、比(w/h)=0.45;2:X‐プレート柱サイズ10×10μm、高さ12μm、ISD 100μm、5μL PBS緩衝液、比(w/h)=0.83;3:X‐プレート柱サイズ40×40μm、高さ22μm、ISD 150μm、9μL PBS緩衝液、比(w/h)=1.81;4:X‐プレート柱サイズ40×40μm、高さ5μm、ISD 100μm、2μL PBS緩衝液、比(w/h)=2;5:X‐プレート柱サイズ40×40μm、高さ12μm、ISD 150μm、5μL PBS緩衝液、比(w/h)=3.33;6:X‐プレート柱サイズ40×40μm、高さ5μm、ISD 150μm、2μL PBS緩衝液、比(w/h)=8;7:X‐プレート柱サイズ70×70μm、高さ5μm、ISD 150μm、2μL PBS緩衝液、比(w/h)=14。
B.(標識
の付いた)175μm厚のPMMAで製造されたX‐プレート、左から右へ:1:X‐プレート柱サイズ10×10μm、高さ22μm、ISD 100μm、5μL 血液、比(w/h)=0.45;2:X‐プレート柱サイズ10×10μm、高さ5μm、ISD 50μm、2μL 血液、比(w/h)=2;3:X‐プレート柱サイズ30×30μm、高さ30μm、ISD 80μm、12μL 血液、比(w/h)=1;4:X‐プレート柱サイズ30×30μm、高さ10μm、ISD 80μm、1μL 血液、比(w/h)=3;5:X‐プレート柱サイズ30×30μm、高さ2μm、ISD 80μm、1μL 血液、比(w/h)=15。
C.(標識
の付いた)50μm厚のPMMAで製造されたX‐プレート、左から右へ:1:X‐プレート柱サイズ10×10μm、高さ5μm、ISD 50μm、2μL 血液、比(w/h)=2。
D.(標識
の付いた)25μm厚のPSで製造されたX‐プレート、左から右へ:1:1:X‐プレート柱サイズ10×10μm、高さ5μm、ISD 50μm、2μL 血液、比(w/h)=2。
(図22)図22は、X‐プレートのスペーサ間の距離及び柱のサイズ/高さに対する、試料の厚さの偏差及び均一性の測定値を示し、CROF装置の基板は、1mm厚の未処理ガラス(サイズは25.4mm×25.4mmである)であり、X‐プレートは125μm厚の未処理PS(サイズは25.4mm×25.4mmである)であり、それは、スペーサの高さが5μmであり、形状が長方形であり、柱の横方向のサイズが10×10μmであり(断面がほとんど均一であり、角が丸められる)、スペーサ間の距離が20μm、50μm、100μm、200μm、500μmである周期的な柱状スペーサアレイ
と、柱の横方向のサイズが40×40μmであり、スペーサ間の距離が60μm、150μm、及び200μmである周期的な柱状スペーサアレイ
と、スペーサの高さが12μmであり、形状が長方形であり、柱の横方向のサイズが40×40μmであり、スペーサ間の距離が60μm、150μm、及び200μmである周期的な柱状スペーサアレイ
と、スペーサの高さが22μmであり、形状が長方形であり、柱の横方向のサイズが40×40μmであり、スペーサ間の距離が150μm及び200μmである周期的な柱状スペーサアレイ
とを含み、試料は、PBS(ピペットで滴下する)であり、5μm厚のCROFの場合は2μLの試料を使用し、12μm厚のCROFの場合は5μLの試料を使用し、22μm厚のCROFの場合は9μLの試料を使用し、CROF装置を手でハンドプレスしかつ1インチ×1インチの領域で擦り、かつプレス後に自己保持される。(図中の線は視線誘導のためのものである。)
(図23)図23は、一定の柱のサイズ(30×38μm)、柱の高さ(2μm)及びスペーサ間の距離(80×82μm)を有し、未処理PMMAで製造されたX−プレートの異なる厚さ(25μm〜525μm)に対する、試料の厚さの偏差及び均一性の測定値を示し、ここで、基板は、1mm厚の未処理ガラス(サイズは25.4mm×25.4mmである)であり、試料は、指で直接触れて滴下した1μLの血液であり、CROF装置を手でハンドプレスしかつ1インチ×1インチの領域で擦り、かつプレス後に自己保持される。
(図24)図24は、測定されたCROF装置の間隔サイズの偏差/均一性(標識
の付いた親水性‐親水性及び標識
の付いた親水性‐疎水性の異なる対)を示し、血液量が0.1μL〜0.5μLであり、X−プレート柱サイズ(30×38μm)、柱の高さ(2μm)及びスペーサ間の距離(80×82μm)が同じであり、ここで、基板は1mm厚のガラス(サイズが25.4mm×25.4mmである)であり、X−プレートは175μm厚のPMMAで製造され、サイズが25.4mm×25.4mmである。血液は、指で直接触れて滴下し、CROF装置を手でハンドプレスしかつ1インチ×1インチの領域で擦り、かつプレス後に自己保持される。
(図25)図25は、標識
の付いた1mm厚の未処理ガラス又は標識
の付いた250μm厚の未処理PMMAで製造された基板(サイズは25.4mm×25.4mmである)に対する、試料の厚さの偏差及び均一性の測定値を示し、ここで、X‐プレートは175μm厚の未処理PMMA(サイズは25.4mm×25.4mmである)であり、それは、周期的な柱状スペーサアレイを含み、スペーサの高さが5μmであり、形状が長方形であり(柱の横方向のサイズが10×10μmであり、断面がほとんど均一であり、角が丸められる)、スペーサ間の距離が50μm、100μm、200μm、500μmであり、試料は、指で直接触れて滴下する2μLの血液であり、CROF装置を手でハンドプレスしかつ1インチ×1インチの領域で擦り、かつプレス後に自己保持される。
(図26)図26は、異なる手によるプレス時間0秒〜60秒でのテストに対する、試料の厚さの偏差及び均一性の測定値を示し、ここで、CROF装置は250μm厚の未処理PMMA(サイズは25.4mm×25.4mmである)であり、X‐プレートは175μm厚の未処理PMMA(サイズは25.4mm×25.4mmである)であり、それは、周期的な柱状スペーサアレイを含み、スペーサの高さが2μmであり、形状が長方形であり(柱の横方向のサイズが30×38μmであり、断面がほとんど均一であり、角が丸められる)、スペーサ間の距離が80μmであり、試料は、指で直接触れて滴下した1μLの血液であり、CROF装置を手でハンドプレスしかつ1インチ×1インチの領域で擦り、かつプレス後に自己保持される。
(図27)図27は、ランダムボールスペーサ又は規則的な柱状スペーサ(X‐プレート)を使用するための平均IDSに対する、試料の厚さの偏差及び均一性の測定値を示し、ここで、CROF装置は1mm厚の未処理ガラス(サイズは25.4mm×25.4mmである)であり、X‐プレートは175μm厚の未処理PMMA(サイズは25.4mm×25.4mmである)であり、それは、周期的な柱状スペーサアレイを含み、スペーサの高さが5μmであり、形状が長方形であり(柱の横方向のサイズが10×10μmであり、断面がほとんど均一であり、角が丸められる)、スペーサ間の距離が20μm、50μm、及び100μmであり、試料は、2μLのPBSであり、CROF装置を手でハンドプレスしかつ1インチ×1インチの領域で擦り、かつプレス後に自己保持される。前記ボールは、PBS中の平均直径が4μm(サイズ変動5%)のソーダ石灰ミクロスフェアである。マイクロスフェアは、4×105/μL、0.9×105/μL及び0.2×105/μLの濃度でPBS中に分布し、それぞれ20μm、50μm及び100μmのプレス後の平均スペーサ間の距離に対応する。220μm厚の未処理ガラス(サイズは25.4mm×25.4mmである)及び175μm厚の未処理PMMA(サイズは25.4mm×25.4mmである)の二種類のカバープレートを使用する。全ての装置を手でプレスしかつ1インチ×1インチの領域で擦り、かつプレス後に自己保持される。標識
はX‐プレート用の標識であり、標識
はスペーサとしてのビーズ、カバープレートとしての220μm厚のガラスプレート用の標識であり、標識
はスペーサとしてのビーズ、カバープレートとしての175μm厚のPMMAフィルム用の標識である。
(図28)図28は、異なるX−プレートの厚さ(25μm〜350μm)と基板の厚さ(25μm〜750μm)に対する、試料の厚さの偏差及び均一性の測定値を示す。X‐プレートは、一定の柱のサイズ(30×38μm)、柱の高さ(10μm)及びスペーサ間の距離(80×82μm)を有し、25μm、175μm、及び350μm厚の未処理PMMAで製造され、ここで、基板は、25μm、50μm、175μm、250μm、及び750μm厚の未処理PMMA(サイズは25.4mm×25.4mmである)で製造される。試料は、指で直接触れて滴下した4μLの血液であり、CROF装置を手でハンドプレスしかつ1インチ×1インチの領域で擦り、かつプレス後に自己保持される。図において、標識
は25μm厚のX‐プレート用の標識であり、標識
は175μm厚のX‐プレート用の標識であり、標識
は350μm厚のX‐プレート用の標識である。
(図29)図29は、(a)X‐装置における血球の顕微鏡写真(40×)を示し、ここで、プレート間隔(したがって、試料の厚さ)は1μm、2μm、3μm、及び5μmである。間隔が1μmであるX‐装置は、RBCの大部分(99%)を溶解し、血小板は溶解しない。間隔が2μmであるX‐装置は、各RBCを上手く分離し、かつRBCを単一層にする。間隔が3μmであるX‐装置において、いくつかの積み重ねられたRBCが観察され、間隔が5μmであるX‐装置において、より多くの積み重ねられたRBCが観察される。計数時に、単層細胞(2μmのX‐装置)が好ましい。図29(b)は、さらに(b)CROFプレートの総側面積に対する赤血球面積(2D上面図から測定)の比を示す。プレート間隔(すなわち、サンプルの厚さ)が2μmである場合に、それは最も大きく、その原因は、2μm未満の場合にいくつかのRBCが溶解し、2μmより大きい場合にRBCが重なりかつ回転することにより、2D画像でのRBC面積が小さくなることである。
(図30)図30は、スマートフォンによるBCI(CROFと撮像による血球計数)の概略図(a)及び装置の写真(b)を示す。スマートフォン‐BCIを使用した血液検査では、まず1人がカードを持っていて(1)、指を刺した後(2)、カードに触れて少量の血液を指からCROFカードに直接滴下し(2)、カードを閉じ(3)、指でプレスし(4)、それを解放して、カードを光学アダプタに挿入し(5)、最後にスマートフォンを使用して該カードを撮影して、撮影された写真から、ソフトウェアは血液量、血球数及び他のパラメータを測定する(6)。(b)はリアルなスマートフォンの写真とp−BCIアダプタである。
(図31)図31は、異なる最終ギャップを有するCROFカード中の新鮮な未希釈全血(a)と貯蔵された未希釈全血(b)の明視野光学顕微鏡画像、及び異なる閉じ込めギャップに対応するRBC挙動の図である。刺された指から取り出された新鮮な血液は、抗凝血剤を有し、商業的供給者から貯蔵された血液は、抗凝血剤を有する。(a−1〜a−6)と(b−1〜b−6)において、それぞれg=2、2.2、2.6、3、5及び10μmである。(c)は、横断面と平面図の概略図を示し、(1)RBCが相互に分離し、2μmのギャップのCROFにおいて観察可能な重なりを有しないことと、(2)ギャップが2μmよりも大きいCROFにおいてRBCが互いに重なることとを示す。
(図32)図32は、光学アダプタを備えたスマートフォン(a)とデジタル一眼(DSLR)カメラを備えた高解像度顕微鏡(b)によって撮影された同じ試料(CROFカード中の撮影した新鮮な血液)の明視野(1)と蛍光(2)画像である。画像から分かるように、光学アダプタを備えたスマートフォンは、高解像度顕微鏡及びカメラに類似する血球写真の品質を有する。
(図33)図33は、典型的なWBC及びPLTの計測された光強度とそれらの分離細胞の位置との比較を示す。WBCの直径(FWHM)は約12μmであり、PLTの直径(FWHM)は約2μmである。WBCの最大強度は、PLTより約3倍大きい。強度及び面積の両方により、WBCの全体の強度はPLTより約108倍大きい。したがって、低い拡大倍率(例えば4×)を用いると、WBCの面積が小さくなり、全体の強度も低下する。このような場合には、PLTの信号は無視することができる。
(図34)図34は、(a)緑色チャネル光の強度と赤色チャネル強度の点分布図と、(b)画像内の594個のWBCの赤色/緑色チャネルの強度比のヒストグラムとを示す。この画像から明らかなように、細胞は3つの異なる区域(指向として陰影区域に示される)に集合し、3つの主な白血球サブセットに対応する。
Those skilled in the art will appreciate that the drawings, described below, are for illustration purposes only. The drawings are not intended to limit the scope of the present teachings in any way. Drawings may not be drawn to scale. In the drawings showing the current experimental data points, the lines connecting the data points are only for guiding the browsing of the data, not other means.
FIG. 1 is a diagram of an embodiment of CROF (Compression Controlled Open Flow). FIG. 1A shows a first plate having a spacer and a second plate. Figure (b) shows depositing the sample on the first plate (shown) or the second plate (not shown) or both (not shown) in the open configuration. Figure (c) shows (i) spreading the sample with two plates (sample flowing between the plates) to reduce the thickness of the sample, and (ii) a closed configuration with spacers and plates. And adjusting the thickness of the sample in FIG. The inner surface of each plate may have one or more binding sites and/or storage sites (not shown).
FIG. 2 shows a plate with binding or storage sites. Figure (a) shows a plate with binding sites. Figure (b) shows a plate with reagent storage sites. Figure (c) shows a first plate with binding sites and a second plate with reagent storage sites. FIG. (d) shows a plate having a plurality of sites (binding site and/or storage site).
(FIG. 3) FIG. 3 is a flow chart and schematic of a method for reducing assay incubation time by reducing sample thickness. Figure (a) shows a first plate having at least one binding site on the substrate surface. Figure (b) shows a second plate (which may have different dimensions than the first plate). Figure (c) shows depositing the sample (including target binding entity) onto the substrate surface (shown) or cover plate (not shown) or both (not shown). Figure (d) shows that the thickness of the sample is reduced by moving the first and second plates towards each other and reducing the spacing between the plates. Incubate the sample with reduced thickness. As the sample thickness decreases, the incubation time decreases. Some embodiments of the method use spacers to adjust the spacing and are not shown.
(FIG. 4) FIG. 4 shows the use of two plates, spacers and compression (shown in cross-section) to reduce the thickness of the sample to reduce binding or mixing time. Figure (a) shows shortening the time for binding entities in the sample (X- (volume to surface)) to the binding sites on the solid surface. Figure (b) shows reducing the time for binding entities (eg, reagents) stored on the surface of the plate to binding sites on another surface (X- (from surface to another surface)). .. Figure (c) shows reducing the time to add (X-(surface to volume)) the reagent stored on the surface of the plate to the sample sandwiched between the plate and the other plate. ..
(FIG. 5) FIG. 5 illustrates a method of avoiding or reducing local curvature in a flexible plate. Figure (a) shows that, under a given sample and compression conditions, the distance between the spacers is too large and the first plate is rigid with respect to the flexible plate (second plate, eg plastic film). Suppose that the plate has a local slack (ie, curved inward) between two adjacent spacers in the closed configuration. Samples between plates are not drawn. Figure (b) shows that by using suitable spacer distances and suitable compressive forces, the local curvature (slack) of the flexible plate of Figure (a) is reduced or substantially avoided. Show. Samples between plates are not drawn.
(FIG. 6) FIG. 6 illustrates reducing the effect of large dust particles on the adjustment of plate spacing (sample thickness). Figure (a) shows that when using two rigid plates, dust with a thickness greater than the height of the spacers can destroy the intended plate spacing adjustment by the spacers (and thus the intended sample. The thickness adjustment is destroyed). Samples between plates are not drawn. FIG. (b) uses a suitable flexible plate and a suitable distance between spacers to isolate the effect of dust to a small area around the dust, with plate spacing (and thus The sample thickness) indicates that it is adjusted by spacers, not dust. The first plate in this figure is rigid, the second plate is flexible and the spacers are initially fixed onto the first plate. Figure (c) uses a suitable distance between the flexible plate and a suitable spacer to isolate the effect of dust to a small area around the dust, with plate spacing (and thus The sample thickness) indicates that it is adjusted by spacers, not dust. The first plate in this figure is rigid, the second plate is flexible and the spacers are initially fixed onto the second plate.
(FIG. 7) FIG. 7 illustrates the use of suitable spacer placement and flexible plate(s) to reduce the effects of plate surface flatness variations. Figure (a) shows that the surface flatness variation is very large compared to the desired sample thickness, which causes an error in determining the sample thickness. In this figure, only one plate has large flatness variations (in fact, both plates have large flatness variations). Samples between plates are not drawn. Figure (b) shows the surface flatness variation distance of the plate, λ, which is the distance from a local maximum of surface height to an adjacent local minimum. Figure (c) shows how to make one or both of the two plates flexible and first when they are in the open configuration in the closed configuration using the appropriate spacer distance and the appropriate pressure. It is shown whether the small surface flatness variation can be realized by correcting the surface flatness variation. Samples between plates are not drawn. Figure (d) shows that by using a distance between the flexible second plate and a suitable spacer, the thickness variation of the sample is made smaller than the initial surface flatness variation of the plate. The contours of the flexible and rigid plates match. Samples between plates are not drawn.
(FIG. 8) FIG. 8 shows a plate and a closed spacer (well) for adjusting the thickness of the sample. Figure (a) shows a first plate and a second plate, where the first plate has hermetic spacers (wells). Figure (b) shows depositing the sample on the first plate (shown) or the second plate (not shown) or both (not shown) in the open configuration. Figure (c) shows (i) using two plates to spread the sample (sample flows between the plates) and reduce the thickness of the sample, and (ii) a closed configuration using spacers and plates. It is shown that the thickness of the sample is adjusted.
(FIG. 9) FIG. 9 shows another embodiment in which a sealed spacer (well) is used to adjust the thickness of a sample. Figure (a) shows a first plate and a second plate, wherein the first plate has a hermetic spacer (well) and has at least one spacer in the well. Figure (b) shows depositing the sample on the first plate (shown) or the second plate (not shown) or both (not shown) in the open configuration. Figure (c) shows (i) using two plates to spread the sample (sample flows between the plates) and reduce the thickness of the sample, and (ii) a closed configuration using spacers and plates. It shows adjusting the thickness of the sample in. Figure (d) shows another embodiment of the first plate and the second plate, where the wells of the first plate are free of spacers.
(FIG. 10) FIG. 10 schematically illustrates an exemplary embodiment of the present invention, ie, multiplex detection in a single CROF device using one binding site on one plate and multiple storage sites on another plate. Show. Figures (a) and (b) are perspective and cross-sectional views, respectively, of an exemplary device.
(FIG. 11) FIG. 11 schematically illustrates a further exemplary embodiment of the present invention, namely, multiplex detection in a single CROF device using one storage site on one plate and multiple binding sites on another plate. To indicate. Figures (a) and (b) are perspective and cross-sectional views, respectively, of an exemplary device.
(FIG. 12) FIG. 12 is a further exemplary embodiment of the present invention, namely, multiplex detection in a single CROF device using multiple binding sites on one plate and multiple corresponding storage sites on another plate. Is schematically shown. Figures (a) and (b) are perspective and cross-sectional views, respectively, of an exemplary device.
(FIG. 13A) FIG. 13A schematically illustrates a QMAX assay using CROF with a spacer array of 30 μm spacer height to achieve an assay with a saturation incubation time of less than 30 seconds.
(FIG. 13B) FIG. 13B is a measurement of the signal of captured label versus incubation time, showing that the saturation incubation time of the QMAX assay described in FIG. 13A is less than 30 seconds.
(FIG. 14) FIG. 14 shows experimentally measured LoD() for QAX and QMAX assays with a 30 μm gap (against the CROF instrument) with and without wash (heterogeneous assay). Detection limit).
(FIG. 15) FIG. 15 shows a top view and a sectional view when (i) a small amount of sample is dropped on a glass substrate and (ii) the sample region is expanded in a closed configuration of CROF.
(FIG. 16) FIG. 16 illustrates the meaning of some terms used herein.
(FIG. 17) FIG. 17 is a spacer in a plate. (A) A columnar spacer size is 46 μm×46 μm and the distance between columns is 54 μm, and (b) A columnar spacer size is 10 μm×70 μm and the distance between columns is 10 μm. Yes, (c) The size of the columnar spacer is 30 μm×40 μm and the height of the spacer is 2 μm, and (d) The size of the columnar spacer is 30 μm×40 μm and the height of the spacer is 30 μm. It is SEM.
FIG. 18 shows the effect of IDS, plate thickness and material on sample thickness. FIG. 7 shows measurements of sample thickness deviation and uniformity for different plate and spacer materials, different plate thickness and distance between spacers (IDS) for different samples. The substrate of the CROF device is a 250 μm thick untreated planar PMMA (size is 25.4 mm×25.4 mm). The X-plate includes a periodic columnar spacer array, the spacer height is 5 μm, the shape is rectangular (the column lateral size is 10×10 μm, the cross section is almost uniform, Are rounded), the distances between the spacers are 20 μm, 50 μm, 100 μm, 200 μm, 500 μm, and are made of PMMA or PS with a size of 25.4 mm×25.4 mm. The sample is 2 μL of blood (dropped by direct finger touch), saliva or PBS (dropped by pipette), hand-pressing the CROF device by hand and rubbing in a 1 inch x 1 inch area, and after pressing Self-held. In the figure, signs
Is a label for 175 μm thick PMMA using a blood sample,
Is a label for 175 μm thick PMMA using saliva samples,
Is a label for 125 μm thick PS using PBS sample,
Is a label for 50 μm thick PMMA using a blood sample,
Is a label for 25 μm thick PS using a blood sample.
(FIG. 19) FIG. 19 shows ISD of X-plate. Four /(H x E) Measured values of deviation and uniformity of the thickness of the sample with respect to the value (x=1 in the schematic). ISD is the distance between the spacers, h is the height (thickness) of the material, E is the Young's modulus of the material, and x is a fitting parameter in the typical range of 1-3. In the test, the substrate of the CROF device is 250 μm thick untreated PMMA (size is 25.4 mm×25.4 mm), the X-plate is 175 μm thick untreated PMMA, 125 μm thick untreated PS, 50 μm thick untreated PMMA and 25 μm thick untreated PS (size is 25.4 mm×25.4 mm), which comprises a periodic columnar spacer array, the spacer height is 5 μm, The shape is rectangular (the size of the column in the lateral direction is 10×10 μm, the cross section is almost uniform, and the corners are rounded), the distance between the spacers is 20 μm, 50 μm, 100 μm, 200 μm, 500 μm, and the sample Is 2 μL of blood (dropped by direct finger touch), saliva or PBS (dropped with pipette), hand-press the CROF device by hand and rub in a 1 inch×1 inch area, and self-press after pressing. Retained. ISD Four /H x=1 In the calculation of /E, PMMA has a Young's modulus of 2.5 GPa and PS has a Young's modulus of 3.3 GPa. ISD Four The value of /(hE) is 10 6 μm Three If it is larger than /GPa, the performance of the CROF device deteriorates. Sign in the drawing
Is a label for 175 μm thick PMMA using a blood sample,
Is a label for PMMA of 175 μm thickness using saliva sample,
Is a label for 125 μm thick PS using a PBS sample,
Is a label for 50 μm thick PMMA using a blood sample,
Is a label for 25 μm thick PS using a blood sample.
(FIG. 20) FIG. 20 shows measurements of sample thickness deviation and uniformity versus distance between spacers at different columnar spacer sizes and heights on the X-plate. The substrate of the CROF device is 1 mm thick untreated glass (size is 25.4 mm x 25.4 mm) and the X-plate is 125 μm thick untreated PS (size is 25.4 mm x 25.4 mm). ), which has a spacer height of 5 μm, a rectangular shape (the lateral size of the pillar is 10×10 μm, the cross section is almost uniform, and the corners are rounded), and between the spacers. Periodic columnar spacer array with distances of 20 μm, 50 μm, 100 μm, 200 μm, 500 μm
And a columnar spacer array in which the lateral size of the columns is 40×40 μm and the distances between the spacers are 60 μm, 150 μm, and 200 μm.
And the spacer height is 12 μm, the shape is rectangular, the lateral size of the columns is 40×40 μm, and the distance between the spacers is 150 μm, 200 μm.
And the spacer height is 22 μm, the shape is rectangular, the lateral size of the columns is 40×40 μm, and the distance between the spacers is 150 μm, 200 μm.
The sample is PBS (dropped with a pipette), 2 μL of sample is used for 5 μm thick CROF, 5 μL of sample is used for 12 μm thick CROF, and 22 μm of CROF is used. In this case, using 9 μL of sample, the CROF device is hand-pressed by hand and rubbed in an area of 1 inch×1 inch and self-held after pressing. (The lines in the figure are for guiding the eyes.)
(FIG. 21) FIG. 21 shows measurements of sample thickness deviation and uniformity for different ratios of column width to column height while retaining ISD for all samples less than 150 μm. . The substrate of the CROF device is 1 mm thick untreated glass (size is 25.4 mm x 25.4 mm). The CROF device is hand-pressed by hand and rubbed in a 1 inch by 1 inch area and self-held after pressing. The labeled samples in the above figure are as follows.
A. (Sign
125 μm thick PS-made X-plate, left to right: 1:
B. (Sign
X-plate made of 175 μm thick PMMA (marked), left to right: 1:
C. (Sign
X-plate made of 50 μm thick PMMA (marked), left to right: 1:
D. (Sign
X-plate manufactured with 25 μm thick PS (marked), left to right: 1:1:
(FIG. 22) FIG. 22 shows measured values of deviation and uniformity of sample thickness with respect to distance between spacers of X-plate and size/height of pillars. Treated glass (size is 25.4 mm x 25.4 mm), X-plate is 125 μm thick untreated PS (size is 25.4 mm x 25.4 mm), which is the height of the spacer. Is 5 μm, the shape is rectangular, the lateral size of the column is 10×10 μm (the cross section is almost uniform, and the corners are rounded), and the distance between the spacers is 20 μm, 50 μm, 100 μm, 200 μm, 500 μm periodic columnar spacer array
And a columnar spacer array in which the lateral size of the columns is 40×40 μm and the distances between the spacers are 60 μm, 150 μm, and 200 μm.
And the spacer height is 12 μm, the shape is rectangular, the lateral size of the columns is 40×40 μm, and the distance between the spacers is 60 μm, 150 μm, and 200 μm.
And the spacer height is 22 μm, the shape is rectangular, the lateral size of the columns is 40×40 μm, and the distance between the spacers is 150 μm and 200 μm.
The sample is PBS (dropped with a pipette), 2 μL of sample is used for 5 μm thick CROF, 5 μL of sample is used for 12 μm thick CROF, and 22 μm of CROF is used. In this case, using 9 μL of sample, the CROF device is hand-pressed by hand and rubbed in an area of 1 inch×1 inch and self-held after pressing. (The lines in the figure are for guiding the eyes.)
(FIG. 23) FIG. 23 shows an X-plate made of untreated PMMA with constant post size (30×38 μm), post height (2 μm) and spacer spacing (80×82 μm). Shows thickness deviations and uniformity measurements of the sample for different thicknesses (25 μm to 525 μm), where the substrate is 1 mm thick untreated glass (size is 25.4 mm×25.4 mm). ) And the sample is 1 μL of blood dropped by direct finger touch, hand-pressing the CROF device by hand and rubbing in a 1 inch×1 inch area, and self-held after pressing.
(FIG. 24) FIG. 24 shows deviation/uniformity of the measured CROF device spacing size (marking).
Hydrophilic-hydrophilic and labeled
Hydrophilicity-hydrophobicity different pairs) with blood volume of 0.1 μL to 0.5 μL, X-plate column size (30×38 μm), column height (2 μm) and between spacers The distances (80×82 μm) are the same, where the substrate is 1 mm thick glass (size is 25.4 mm×25.4 mm) and the X-plate is made of 175 μm thick PMMA and the size is It is 25.4 mm x 25.4 mm. Blood is dropped by direct finger contact, hand-pressed on the CROF device and rubbed in a 1 inch x 1 inch area, and self-supported after pressing.
(FIG. 25) FIG. 25 shows signs
1mm thick untreated glass or sign with
FIG. 7 shows measurements of sample thickness deviation and uniformity for a substrate made of untreated PMMA with a thickness of 250 μm (size is 25.4 mm×25.4 mm), where X-plate Is a 175 μm thick unprocessed PMMA (size is 25.4 mm×25.4 mm), which contains a periodic columnar spacer array, the spacer height is 5 μm, and the shape is rectangular (columnar). Has a size in the lateral direction of 10×10 μm, its cross section is almost uniform, and its corners are rounded), the distance between spacers is 50 μm, 100 μm, 200 μm, 500 μm, and the sample is dropped by directly touching it with a
(FIG. 26) FIG. 26 shows measurements of sample thickness deviations and uniformity for tests with different hand pressing times of 0 seconds to 60 seconds, where the CROF device is 250 μm thick of untreated PMMA. (Size is 25.4 mm x 25.4 mm) and the X-plate is 175 μm thick unprocessed PMMA (size is 25.4 mm x 25.4 mm), which is a periodic columnar spacer array. The height of the spacer is 2 μm, the shape is rectangular (the size of the column in the lateral direction is 30×38 μm, the cross section is almost uniform, and the corners are rounded), and the distance between the spacers is 80 μm. And the sample is 1 μL of blood dropped by direct finger contact, hand-pressing the CROF device by hand and rubbing in a 1 inch×1 inch area, and self-holding after pressing.
FIG. 27 shows measurement of sample thickness deviation and uniformity versus average IDS for using random ball spacers or regular columnar spacers (X-plates), where CROF The device is 1 mm thick untreated glass (size is 25.4 mm x 25.4 mm), the X-plate is 175 μm thick untreated PMMA (size is 25.4 mm x 25.4 mm), It contains a periodic array of columnar spacers, the spacer height is 5 μm, the shape is rectangular (the column lateral size is 10×10 μm, the cross section is almost uniform, and the corners are rounded). ), the distances between the spacers are 20 μm, 50 μm, and 100 μm, the sample is 2 μL PBS, hand-pressed the CROF device by hand and rubbed in a 1 inch×1 inch area, and self-held after pressing. It The balls are soda-lime microspheres with an average diameter of 4 μm in PBS (
Is the label for the X-plate,
Is a bead as a spacer, a label for a 220 μm thick glass plate as a cover plate,
Is a bead as a spacer and a label for a 175 μm thick PMMA film as a cover plate.
(FIG. 28) FIG. 28 shows measured deviations and uniformity of sample thickness for different X-plate thickness (25 μm to 350 μm) and substrate thickness (25 μm to 750 μm). X-Plates have constant post size (30x38μm), post height (10μm) and spacer spacing (80x82μm) and are made of 25μm, 175μm and 350μm thick unprocessed PMMA Where the substrate is made of 25 μm, 50 μm, 175 μm, 250 μm, and 750 μm thick untreated PMMA (size is 25.4 mm×25.4 mm). The sample is 4 μL of blood dropped by direct finger touch, hand-pressing the CROF device by hand and rubbing in a 1 inch×1 inch area, and self-held after pressing. In the figure, signs
Is a label for 25 μm thick X-plate,
Is a label for a 175 μm thick X-plate,
Is a label for a 350 μm thick X-plate.
(FIG. 29) FIG. 29 shows (a) a micrograph (40×) of blood cells in the X-apparatus, where the plate spacing (and therefore sample thickness) is 1 μm, 2 μm, 3 μm, and 5 μm. .. The X-device with 1 μm spacing lyses most of the RBCs (99%) and not platelets. An X-device with a spacing of 2 μm successfully separates each RBC and makes the RBCs a single layer. Some stacked RBCs are observed in the X-device with a spacing of 3 μm, and more stacked RBCs are observed in the X-device with a spacing of 5 μm. When counting, monolayer cells (2 μm X-device) are preferred. FIG. 29( b) further shows (b) the ratio of the red blood cell area (measured from a 2D top view) to the total lateral area of the CROF plate. It is greatest when the plate spacing (ie sample thickness) is 2 μm, because some RBCs dissolve below 2 μm and RBCs overlap and rotate above 2 μm. This reduces the RBC area in the 2D image.
(FIG. 30) FIG. 30 shows a schematic diagram (a) of a BCI (CROF and blood cell count by imaging) by a smartphone and a photograph (b) of the apparatus. In a blood test using a smartphone-BCI, one person first had a card (1), stabbed his finger (2), then touched the card and dripped a small amount of blood directly from his finger onto the CROF card (2). ), close the card (3), press with your finger (4), release it, insert the card into the optical adapter (5), and finally take a picture of the card with your smartphone From the photographs taken, the software measures blood volume, blood cell counts and other parameters (6). (B) is a photograph of a realistic smartphone and a p-BCI adapter.
(FIG. 31) FIG. 31 corresponds to bright field optical microscopy images of fresh undiluted whole blood (a) and stored undiluted whole blood (b) in CROF cards with different final gaps, and different confinement gaps. FIG. 5 is a diagram of RBC behavior of the subject. Fresh blood drawn from a pricked finger has anticoagulant and blood stored from a commercial supplier has anticoagulant. In (a-1 to a-6) and (b-1 to b-6), g=2, 2.2, 2.6, 3, 5, and 10 μm, respectively. (C) shows a schematic view of a cross-section and a plan view, (1) the RBCs are separated from each other and have no observable overlap in the CROF of the 2 μm gap, and (2) the gap is larger than 2 μm. It is shown that RBCs overlap each other in a large CROF.
(FIG. 32) FIG. 32 shows the same sample (fresh blood taken in a CROF card) taken by a smartphone with optical adapter (a) and a high-resolution microscope (b) with a digital single-lens (DSLR) camera. And bright field (1) and fluorescence (2) images. As can be seen from the images, the smartphone with the optical adapter has a hemocytograph quality similar to a high resolution microscope and camera.
(FIG. 33) FIG. 33 shows a comparison of the measured light intensities of typical WBCs and PLTs with their isolated cell locations. The WBC diameter (FWHM) is about 12 μm and the PLT diameter (FWHM) is about 2 μm. The maximum intensity of WBC is about 3 times higher than PLT. Due to both strength and area, the overall strength of WBC is about 108 times greater than PLT. Therefore, using a low magnification (eg 4×) will reduce the WBC area and reduce the overall strength. In such a case, the PLT signal can be ignored.
(FIG. 34) FIG. 34 shows (a) a point distribution diagram of the green channel light intensity and the red channel intensity, and (b) a histogram of the intensity ratio of the red/green channels of 594 WBCs in the image. As is evident from this image, cells aggregate in three different areas (shown as shaded areas for orientation), corresponding to the three major leukocyte subsets.
例示的な実施形態の詳細な説明
以下の詳細な説明は、本発明のいくつかの実施形態を示すが、限定するものではない。本明細書で使用されるセクション見出し及び任意のサブタイトルは構成目的に過ぎず、いかなる方式で記載された対象物を限定するものと理解されるべきではない。セクション見出し及び/又はサブタイトルの内容はセクション見出し及び/又はサブタイトルに限定されず、本発明の全体の説明に適用される。
Detailed Description of Illustrative Embodiments The following detailed description illustrates some embodiments of the invention by way of non-limiting example. Section headings and any subtitles used herein are for organizational purposes only and are not to be understood as limiting the described subject matter in any way. The content of section headings and/or subtitles is not limited to section headings and/or subtitles, but applies to the overall description of the invention.
任意の出版物の引用は、本出願日の前に開示されるためであり、本発明が先の発明によりその出版物よりも先行する権利がないことを認めるものと理解されるべきではない。また、提供される公開日は、独立して確認する必要のある、実際の公開日と異なる可能性がある。 Citation of any publication is for purposes of disclosure prior to the filing date of the present application and is not to be construed as an admission that the invention is not entitled to antedate such publication by virtue of prior invention. Also, the date of publication provided may differ from the actual date of publication, which must be independently confirmed.
本発明は、特に試料中の分析物及び/又は実体の定量化、結合、及び/又は検知を改善及び/又はスピードアップすることができる方法、装置、及びシステムに関する。 The present invention relates in particular to methods, devices and systems capable of improving and/or speeding up the quantification, binding and/or detection of analytes and/or entities in a sample.
定義
別に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術及び科学用語は、本開示の属する分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。以下にいくつかの例示的な方法及び材料を説明するが、本教示の実践又は検査において、本明細書に記載の類似又は同一の任意の方法及び材料を用いてもよい。
Definitions Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs. Although some exemplary methods and materials are described below, any similar or identical methods and materials described herein may be used in the practice or testing of the present teachings.
用語「ポリペプチド」、「ペプチド」、及び「タンパク質」は、任意の長さのアミノ酸のポリマーを指し、本明細書で交換可能に使用されてもよい。ポリマーは直鎖又は分枝鎖であってよく、修飾アミノ酸を含んでもよく、かつ非アミノ酸によって遮断されてもよい。前記用語は、例えばジスルフィド結合形成、グリコシル化、脂質化、アセチル化、リン酸化又は標識成分との結合等のような他の操作により修飾されたアミノ酸ポリマーをさらに含む。本明細書で使用される用語「アミノ酸」とは、天然及び/又は非天然又は合成のアミノ酸を指し、グリシン及びD又はL光学異性体の両方、アミノ酸類似体及びペプチド模倣体を含む。 The terms “polypeptide”, “peptide”, and “protein” refer to polymers of amino acids of any length and may be used interchangeably herein. The polymer may be linear or branched, it may comprise modified amino acids, and it may be blocked by non-amino acids. The term further includes amino acid polymers modified by other manipulations such as, for example, disulfide bond formation, glycosylation, lipidation, acetylation, phosphorylation or conjugation with labeling moieties and the like. As used herein, the term "amino acid" refers to natural and/or unnatural or synthetic amino acids and includes both glycine and the D or L enantiomers, amino acid analogs and peptidomimetics.
用語「ポリヌクレオチド」、「ヌクレオチド」、「ヌクレオチド配列」、「核酸」、「核酸分子」、「核酸配列」、及び「オリゴヌクレオチド」は、変換可能に使用され、かつそれぞれ用語を用いた文脈に応じて各用語の複数を含んでもよい。それらは、任意の長さのヌクレオチドの重合形式を指し、デオキシリボヌクレオチド(DNA)もしくはリボヌクレオチド(RNA)、又はその類似体のうちのいずれかであってもよい。ポリヌクレオチドは、任意の3次元構造を有するものであってもよく、かつ既知又は未知の任意の機能を果たすものであってもよい。以下はポリヌクレオチドの非限定的な例である。遺伝子又は遺伝子断片のコード又は非コード領域、連鎖解析により定義された遺伝子座、エキソン、イントロン、伝令RNA(mRNA)、転移RNA(tRNA)、リボソームRNA、リボザイム、小干渉RNA(siRNA)、微小RNA(miRNA)、小核RNA(snRNA)、cDNA、組換えポリヌクレオチド、分枝鎖ポリヌクレオチド、プラスミド、担体、任意の配列を有する分離DNA(A、B及びZ構造)、PNA、ロックド核酸(LNA)、TNA(トレオース核酸)、任意の配列を有する分離RNA、核酸プローブ及びプライマー。LNAは、一般的にアクセスできないRNAと呼ばられ、修飾されたRNAヌクレオチドである。LNAヌクレオチドのリボース部分は、2’と4’炭素を接続する余分な架橋によって修飾される。該架橋は、リボースを3’−末端構造に「ロック」して、それは一般的にDNA又はRNAのA型において発現され、熱安定性を顕著に向上させることができる。 The terms "polynucleotide", "nucleotide", "nucleotide sequence", "nucleic acid", "nucleic acid molecule", "nucleic acid sequence", and "oligonucleotide" are used interchangeably and are each in the context of the term in which they are used. Correspondingly, plural of each term may be included. They refer to a polymeric form of nucleotides of any length and may be either deoxyribonucleotides (DNA) or ribonucleotides (RNA), or analogs thereof. The polynucleotide may have any three-dimensional structure and may perform any known or unknown function. The following are non-limiting examples of polynucleotides. Coding or non-coding region of gene or gene fragment, locus defined by linkage analysis, exon, intron, messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA), ribosomal RNA, ribozyme, small interfering RNA (siRNA), micro RNA (MiRNA), micronucleus RNA (snRNA), cDNA, recombinant polynucleotide, branched-chain polynucleotide, plasmid, carrier, isolated DNA (A, B and Z structure) having an arbitrary sequence, PNA, locked nucleic acid (LNA). ), TNA (threose nucleic acid), isolated RNA having an arbitrary sequence, a nucleic acid probe and a primer. LNA is a modified RNA nucleotide commonly referred to as inaccessible RNA. The ribose portion of the LNA nucleotide is modified by an extra bridge connecting the 2'and 4'carbons. The cross-link "locks" ribose into the 3'-terminal structure, which is commonly expressed in DNA or RNA Form A, and can significantly improve thermostability.
本明細書で使用される用語「捕捉剤」とは、例えば、核酸分子、ポリペプチド分子又はその結合相手に特異的に結合できる任意の他の分子又は化合物のような結合メンバーを指し、例えば第1の核酸分子に相補的なヌクレオチド配列を有する第2の核酸分子、抗原を特異的に認識する抗体、抗体によって特異的に認識された抗原、標的分子に特異的に結合できる核酸アプタマー等である。捕捉剤は、標的分子に特異的に結合することにより、異なる分子の不均質混合物から標的分子を濃縮することができる。結合は、非共有結合又は共有結合であってもよい。結合複合体において相互に特異的に結合する場合、結合メンバーとその特異的に結合する結合相手との間の親和性は、そのKD(解離定数)が10−5M以下、10−6M以下であり、例えば10−7M以下であり、10−8M以下を含み、例えば10−9M以下、10−10M以下、10−11M以下、10−12M以下、10−13M以下、10−14M以下、10−15M以下であり、10−16M以下を含むことを特徴とする。「親和性」とは、結合の強度を指し、結合親和性の向上はKDの低下に関連する。 The term "capture agent" as used herein refers to a binding member such as, for example, a nucleic acid molecule, a polypeptide molecule or any other molecule or compound capable of specifically binding to its binding partner, eg A second nucleic acid molecule having a nucleotide sequence complementary to one nucleic acid molecule, an antibody specifically recognizing an antigen, an antigen specifically recognized by the antibody, a nucleic acid aptamer capable of specifically binding to a target molecule, etc. . The capture agent can concentrate the target molecule from a heterogeneous mixture of different molecules by specifically binding to the target molecule. The binding may be non-covalent or covalent. When specifically binding to each other in a binding complex, the affinity between the binding member and its specifically binding binding partner is such that its K D (dissociation constant) is 10 −5 M or less, 10 −6 M. Or less, for example 10 −7 M or less, including 10 −8 M or less, for example 10 −9 M or less, 10 −10 M or less, 10 −11 M or less, 10 −12 M or less, 10 −13 M Hereinafter, it is 10 -14 M or less, 10 -15 M or less, and 10 -16 M or less is included. "Affinity" refers to the strength of binding, and increased binding affinity is associated with decreased K D.
用語「二次捕捉剤」は、「検出剤」とも呼ばれ、抗原に非常に特異的な親和性を有する一群の生体分子又は化学化合物を指す。二次捕捉剤は、光学的に検出可能な標識(例えば酵素、蛍光標識)に密着結合することができ、或いはその自体は生体結合により光学的に検出可能な標識に結合されて他の検出剤によって検出することができる(Hermanson、「Bioconjugate Techniques」 Academic Press、第2版、2008)。 The term "secondary capture agent", also called "detection agent", refers to a group of biomolecules or chemical compounds that have a very specific affinity for an antigen. The secondary capture agent can be tightly bound to an optically detectable label (eg, an enzyme, a fluorescent label), or can itself be bound to the optically detectable label by bioconjugation to other detection agents. (Hermanson, "Bioconjugate Technologies" Academic Press, Second Edition, 2008).
用語「捕捉剤−反応性基」は、捕捉剤と反応できる分子の中の化学的機能の部分を指し、つまり捕捉剤の中の一部(例えばヒドロキシル、スルフヒドリル、カルボキシル又はアミン)と反応して、安定かつ強力な共有結合を生成するものである。 The term "scavenger-reactive group" refers to a moiety of a chemical function in a molecule that is capable of reacting with a scavenger, ie, reacting with a part in a scavenger (eg, hydroxyl, sulfhydryl, carboxyl or amine). It is one that produces stable and strong covalent bonds.
用語「特異的結合」と「選択的結合」とは、異なる標的分析物を有する不均質混合物内に存在する特定の標的分析物に優先的に結合する捕捉剤の能力を指す。特異的又は選択的結合は、相互作用して試料中の所望(例えば、活性化)と望ましくない(例えば、不活性化)標的分析物を区別し、一般的に約10〜100倍(例えば、約1000又は10,000倍を超える)以上を超える。 The terms "specific binding" and "selective binding" refer to the ability of a capture agent to preferentially bind to a particular target analyte present in a heterogeneous mixture with different target analytes. Specific or selective binding interacts to discriminate between desired (eg, activated) and undesired (eg, inactivated) target analytes in a sample, generally about 10 to 100-fold (eg, More than about 1000 or 10,000 times) or more.
本明細書で使用される用語「抗体」とは、認識された免疫グロブリン遺伝子の全部又は一部によって実質的にコードされた1つ以上のポリペプチドからなるタンパク質を指す。例えばヒトにおいて認識された免疫グロブリン遺伝子は、無数の可変領域遺伝子を構成するカッパ(κ)、ラムダ(λ)及び重鎖遺伝子座を含み、そして定常領域遺伝子であるミュー(μ)、デルタ(δ)、ガンマ(γ)、シグマ(σ)を含み、さらにそれぞれIgM、IgD、IgG、IgE及びIgA抗体「アイソタイプ」又は「クラス」をコードするアルファ(α)を含む。本明細書中の抗体は、全長抗体及び抗体断片を含むことを意味し、かつ任意の生物体からの天然抗体、操作された抗体又は実験、治療又は他の目的のために組み換えて生成される抗体を指す。用語「抗体」は、本分野の既知の全長抗体及び抗体断片を含み、例えばFab、Fab’、F(ab’)2、Fv、scFv、又は抗体の他の抗原結合サブ配列であり、それらは完全抗体を修飾して生成されるか又は組換DNA技術を用いて新規に合成されるものである。 The term "antibody" as used herein refers to a protein consisting of one or more polypeptides substantially encoded by all or part of a recognized immunoglobulin gene. For example, the immunoglobulin genes recognized in humans include the kappa (κ), lambda (λ) and heavy chain loci that make up a myriad of variable region genes, and the constant region genes mu (μ), delta (δ). ), gamma (γ), sigma (σ), and also includes alpha (α) encoding IgM, IgD, IgG, IgE and IgA antibodies “isotype” or “class”, respectively. Antibodies herein are meant to include full-length antibodies and antibody fragments and are naturally occurring antibodies, engineered antibodies from any organism or recombinantly produced for experimental, therapeutic or other purposes. Refers to an antibody. The term "antibody" includes full-length antibodies and antibody fragments known in the art, eg, Fab, Fab', F(ab')2, Fv, scFv, or other antigen binding subsequences of an antibody, which are It is produced by modifying a complete antibody or is newly synthesized by using recombinant DNA technology.
用語「抗体エピトープ」、「エピトープ」、「抗原」は、本明細書で変換可能に使用され、抗体によって結合された生体分子を指す。抗体エピトープは、タンパク質、炭水化物、核酸、ホルモン、受容体、腫瘍マーカー等及びそれらの混合物を含んでもよい。抗体エピトープは、さらに一群の抗体エピトープを指し、例えばサイズ排除クロマトグラフィーカラムから溶出されたタンパク質の特定の部分である。また、抗体エピトープは、発現ライブラリー又はランダムエピトープライブラリーからの指定クローンとして認識することができる。 The terms "antibody epitope", "epitope", "antigen" are used interchangeably herein and refer to a biomolecule bound by an antibody. Antibody epitopes may include proteins, carbohydrates, nucleic acids, hormones, receptors, tumor markers, etc. and mixtures thereof. Antibody epitope further refers to a group of antibody epitopes, such as a particular portion of a protein eluted from a size exclusion chromatography column. Also, antibody epitopes can be recognized as designated clones from expression libraries or random epitope libraries.
本明細書で使用される用語「アレルゲン」は、個体が例えば皮膚接触、摂取、吸入、眼接触等により、ある物質に暴露された時に、アレルギー性炎症反応を引き起こす個体内の物質である。アレルゲンは、アレルギー反応を共に引き起こす一群の物質を含む。アレルゲンは、天然及び人工繊維(綿、リネン、ウール、絹、チーク等、木材、わら及び他の粉塵)と、樹木花粉(ハンの木、樺の木、ハシバミの木、オークの木、ポプラの木、パームの木等)と、雑草や花(アンブロシア、アルテミシア等)と、イネ科植物及び穀物植物(ウシノケグサ、オオアワガエリ、ライムギ、小麦、トウモロコシ、ナガハグサ等)と、薬物(抗生物質、抗菌薬、鎮痛薬及び非ステロイド性抗炎症薬、麻酔薬及び筋弛緩剤、ホルモン等)と、表皮及び動物のアレルゲン(動物の上皮組織、鳥の羽、血清等)と、カビ及び酵母(アオカビ(Penicillium notation)、クラドスポリウム属(Cladosporium spp.)、アスペルギルス・フミガーツス(Aspergillus fumigatus)、ムコールラセモサス(Mucor racemosus)等)と、昆虫毒と、防腐剤(ブチルパラベン、ソルビン酸、安息香酸等)と、精液(射精)と、寄生虫及びダニアレルゲン(回虫、ヤケヒョウヒダニ(Dermatophagoides pteronyssinus)、コナヒョウヒダニ(Dermatophagoides farinae)、シワダニ(Euroglyphus maynei)等)と、職業及び嗜好アレルゲン(コーヒー豆、ホルムアルデヒド、ラテックス、クロラミン、色素等)と、食物アレルゲン(卵製品、乳製品及びチーズ、肉製品、魚及び海産食品、大豆製品、きのこ、小麦粉及び穀物、野菜、メロン及びユウガオ、豆、ハーブ類及び香辛料、種実類、柑橘又は他の果物、ベリー、茶及び薬草、栄養補助食品等の製品)との群に分類される供給源に見ることができる。 As used herein, the term "allergen" is a substance in an individual that causes an allergic inflammatory response when the individual is exposed to the substance, for example by skin contact, ingestion, inhalation, eye contact, etc. Allergens include a group of substances that together cause an allergic reaction. Allergens include natural and artificial fibers (cotton, linen, wool, silk, teak, wood, straw and other dust) and tree pollen (han trees, birch trees, hazel trees, oak trees, poplar trees, Palm trees, etc., weeds and flowers (Ambrussia, Artemisia, etc.), and gramineous plants and cereal plants (Euphoria japonicus, timothy grass, rye, wheat, corn, staghorn etc.), and drugs (antibiotics, antibacterial agents, analgesics) And nonsteroidal anti-inflammatory drugs, anesthetics and muscle relaxants, hormones, etc., epidermis and animal allergens (epithelial tissue of animals, bird feathers, serum, etc.), molds and yeasts (Penicillium notation), Cladosporium spp., Aspergillus fumigatus, Mucor racemosus, etc., insect venom, preservatives (butylparaben, sorbic acid, benzoic acid, etc.), and semen (Ejaculation), and parasites and mite allergens (roundworms, Dermatophagoides pteronyssinus), Dermatophagoides farinae, crocodile mites (Euroglyphus mayne, etc.), profession, and other forms of agar (Euroglyphus maynei); ) And food allergens (egg products, dairy products and cheese, meat products, fish and seafood products, soy products, mushrooms, flour and cereals, vegetables, melons and yugao, beans, herbs and spices, nuts, citrus fruits and others. , Fruits, berries, tea and herbs, dietary supplements, etc.) and sources classified into groups.
用語「ハイブリダイゼーション」は、1つ以上のポリヌクレオチドが反応して、ヌクレオチド残基の塩基間の水素結合により安定された複合体を形成する反応を指す。水素結合は、Watson−Crick塩基対合、Hoogstein結合又は任意の他の配列特異的方式によって生成することができる。該複合体は、二本鎖構造を形成する2本の鎖、多鎖複合体を形成する3本以上の鎖、単一の自己ハイブリダイズ鎖又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。 The term "hybridization" refers to the reaction of one or more polynucleotides to form a complex that is stabilized by hydrogen bonds between the bases of nucleotide residues. Hydrogen bonds can be generated by Watson-Crick base pairing, Hoogstein bonds or any other sequence specific manner. The complex may comprise two strands forming a double-stranded structure, three or more strands forming a multi-chain complex, a single self-hybridizing strand or any combination thereof.
当業者に知られているように、ハイブリダイゼーションは様々な厳格な条件の下で行うことができる。適切なハイブリダイゼーション条件により、捕捉配列と標的核酸の間の認識相互作用は十分に特異的であるだけでなく十分に安定である。ハイブリダイゼーション反応の厳格性を向上させる条件は、本分野に広く知られかつ公開されるものである。例えば、Greenら、(2012)、以下を参照する。 Hybridization can be performed under a variety of stringent conditions, as is known to those skilled in the art. With proper hybridization conditions, the recognition interaction between the capture sequence and the target nucleic acid is not only sufficiently specific but also sufficiently stable. Conditions that increase the stringency of hybridization reactions are well known and published in the art. See, eg, Green et al. (2012), below.
用語「タンパク質」とは、任意の長さのアミノ酸の重合形式を指し、すなわち、2個のアミノ酸より大きく、約5個のアミノ酸より大きく、約10個のアミノ酸より大きく、約20個のアミノ酸より大きく、約50個のアミノ酸より大きく、約100個のアミノ酸より大きく、約200個のアミノ酸より大きく、約500個のアミノ酸より大きく、約1000個のアミノ酸より大きく、約2000個のアミノ酸より大きく、一般的に約10000個のアミノ酸より大きくなく、それはコード及び非コードアミノ酸、化学的又は生化学的に修飾又は誘導体化されたアミノ酸、及び修飾されたペプチド骨格を有するポリペプチドを含んでもよい。該用語は、異種アミノ酸配列を有する融合タンパク質と、N末端メチオニン残基を有するか又は有さない、異種及び同種リーダー配列を有する融合タンパク質と、免疫学的に標識されたタンパク質と、検出可能な融合パートナーを有する融合タンパク質、例えば、蛍光タンパク質、βガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ等を融合パートナーとして含む融合タンパク質とを含むが、これらに限定されない、融合タンパク質を含んでもよい。これらの用語は、細胞内で翻訳後修飾された、例えば、グリコシル化、切断、分泌、プレニル化、カルボキシル化、リン酸化等を受けたポリペプチドと、2次又は3次構造を有するポリペプチドと、他の部分、例えば、他のポリペプチド、原子、補因子等に強力に、例えば、共有結合的又は非共有結合的に結合したポリペプチドとを含む。 The term “protein” refers to a polymeric form of amino acids of any length, ie, greater than 2 amino acids, greater than about 5 amino acids, greater than about 10 amino acids, greater than about 20 amino acids. Greater than about 50 amino acids, greater than about 100 amino acids, greater than about 200 amino acids, greater than about 500 amino acids, greater than about 1000 amino acids, greater than about 2000 amino acids, Generally not greater than about 10,000 amino acids, which may include coded and non-coded amino acids, chemically or biochemically modified or derivatized amino acids, and polypeptides having a modified peptide backbone. The term includes fusion proteins with heterologous amino acid sequences, fusion proteins with heterologous and cognate leader sequences, with or without an N-terminal methionine residue, immunologically labeled proteins, detectable It may include a fusion protein having a fusion partner, for example, a fusion protein including, but not limited to, a fluorescent protein, β-galactosidase, luciferase and the like as a fusion partner. These terms include polypeptides that have been post-translationally modified in a cell, for example, those that have undergone glycosylation, cleavage, secretion, prenylation, carboxylation, phosphorylation, etc., and polypeptides that have a secondary or tertiary structure. , Other moieties such as other polypeptides, atoms, cofactors, etc. that are strongly bound, eg, covalently or non-covalently, to a polypeptide.
本明細書で使用される「相補」という用語とは、水素結合により対象となる標的核酸と塩基対合するヌクレオチド配列を指す。標準的Watson−Crick塩基対合において、DNAにおいて、アデニン(A)はチミン(T)と塩基対を形成し、グアニン(G)はシトシン(C)も塩基対を形成する。RNAにおいて、チミンはウラシル(U)によって置換される。したがって、AはTに相補的であり、GはCに相補的である。一般的に、「相補」とは、対象となる標的に完全に相補的なヌクレオチド配列を指し、その結果、配列中の各ヌクレオチドが標的核中の各ヌクレオチドに対応する位置で相補的である。ヌクレオチド配列が非標的配列と完全に相補的(100%相補的)ではないが、該ヌクレオチド配列の特定の配列と非標的配列の相補性により、依然として非標的配列と塩基対合することができる場合、相補性パーセントを計算して非特異的(標的外)結合の可能性を評価することができる。一般的に、50%以下の相補性により非特異的結合をもたらさない。また、厳格なハイブリダイゼーション条件の下で、70%以下の相補性により非特異的結合をもたらさない。 The term "complementary" as used herein refers to nucleotide sequences that base pair with a target nucleic acid of interest by hydrogen bonding. In standard Watson-Crick base pairing, adenine (A) base pairs with thymine (T) and guanine (G) base pairs with cytosine (C) in DNA. In RNA, thymine is replaced by uracil (U). Thus, A is complementary to T and G is complementary to C. Generally, "complementary" refers to nucleotide sequences that are completely complementary to a target of interest, such that each nucleotide in the sequence is complementary at a position corresponding to each nucleotide in the target nucleus. The nucleotide sequence is not perfectly complementary (100% complementary) to the non-target sequence, but the complementarity of the particular sequence of the nucleotide sequence with the non-target sequence still allows base pairing with the non-target sequence. ,% complementarity can be calculated to assess the likelihood of non-specific (non-target) binding. Generally, less than 50% complementarity does not result in non-specific binding. Also, under stringent hybridization conditions, less than 70% complementarity does not result in non-specific binding.
本明細書で使用される用語「リボ核酸」と「RNA」とは、リボヌクレオチドからなるポリマーを指す。 The terms "ribonucleic acid" and "RNA" as used herein refer to a polymer composed of ribonucleotides.
本明細書で使用される用語「デオキシリボ核酸」と「DNA」とは、デオキシリボヌクレオチドからなるポリマーを指す。 The terms “deoxyribonucleic acid” and “DNA” as used herein refer to a polymer composed of deoxyribonucleotides.
本明細書で使用される用語「オリゴヌクレオチド」とは、約10〜200ヌクレオチド長、最長300又はそれ以上のヌクレオチド長、例えば、最長500又はそれ以上のヌクレオチド長の一本鎖ヌクレオチドポリマーを指す。オリゴヌクレオチドは合成されてもよく、ある実施形態において、300ヌクレオチド長より短い。 The term "oligonucleotide" as used herein refers to a single-stranded nucleotide polymer of about 10-200 nucleotides in length, up to 300 or more nucleotides in length, for example up to 500 or more nucleotides in length. Oligonucleotides may be synthesized, and in some embodiments shorter than 300 nucleotides in length.
本明細書で使用される用語「接着」とは、ある分子と他の分子の、強力な、例えば共有結合又は非共有結合的な接続を指す。 The term "adhesion" as used herein refers to the strong, eg, covalent or non-covalent, connection of one molecule to another.
本明細書で使用される用語「表面接着」とは、分子がある表面に強力に接着することを指す。 As used herein, the term “surface adhesion” refers to the strong adhesion of molecules to a surface.
本明細書で使用される用語「試料」は、一種又は複数種の対象となる分析物又は実体含有の材料又は材料の混合物に関する。特定の実施形態において、試料は、生体試料、例えば細胞、組織、体液及び糞便から得ることができる。対象となる体液は、羊水、房水、硝子体液、血液(例えば全血、分画血液、血漿、血清等)、母乳、脳脊髄液(CSF)、耳垢(耳あか)、乳糜、糜汁、内リンパ液、外リンパ液、糞便、胃酸、胃液、リンパ液、粘液(鼻汁及び粘液質を含む)、心膜液、腹膜液、胸膜液、膿液、粘膜分泌物、唾液、皮脂(皮膚の油)、精液、喀痰、汗、滑液、涙液、嘔吐物、尿及び呼気凝縮液を含むが、これらに限定されない。特定の実施形態において、試料は、被験者、例えば人から得ることができ、かつ被験者アッセイに用いられる前に処理することができる。例えば、分析の前に、使用前に組織試料からタンパク質/核酸を抽出することができ、その方法は公知である。特定の実施形態において、試料は臨床試料、例えば患者から採取した試料であってもよい。 The term “sample” as used herein relates to one or more analytes or entities-containing materials or mixtures of materials of interest. In certain embodiments, the sample can be obtained from biological samples such as cells, tissues, body fluids and faeces. The target body fluids are amniotic fluid, aqueous humor, vitreous humor, blood (eg, whole blood, fractionated blood, plasma, serum, etc.), breast milk, cerebrospinal fluid (CSF), earwax, chyle, chyme, Endolymph, perilymph, feces, stomach acid, gastric juice, lymph, mucus (including nasal discharge and mucus), pericardial fluid, peritoneal fluid, pleural fluid, purulent fluid, mucous secretions, saliva, sebum (skin oil), semen , Sputum, sweat, synovial fluid, tears, vomiting, urine and exhaled breath condensate. In certain embodiments, the sample can be obtained from a subject, eg, a human, and can be processed prior to being used in a subject assay. For example, proteins/nucleic acids can be extracted from tissue samples prior to use, prior to analysis, and methods are known. In certain embodiments, the sample may be a clinical sample, eg, a sample taken from a patient.
用語「分析物」とは、異なる形状を有する分子(例えばタンパク質、ペプチド、DNA、RNA、核酸又は他の分子)、細胞、組織、ウイルス及びナノ粒子を指す。 The term "analyte" refers to molecules having different shapes (eg proteins, peptides, DNA, RNA, nucleic acids or other molecules), cells, tissues, viruses and nanoparticles.
用語「アッセイ」とは、分析物の存在及び/又は存在量を検出するために試料を検査することを指す。 The term "assay" refers to testing a sample to detect the presence and/or abundance of an analyte.
本明細書で使用されるように、用語「決定」、「計測」及び「評価」は「アッセイ」と変換可能に使用され、かつ定量的及び定性的決定を含む。 As used herein, the terms "determination", "measurement" and "evaluation" are used interchangeably with "assay" and include quantitative and qualitative determinations.
本明細書で使用されるように、用語「発光標識(light−emitting label)」とは、外部励起下で発光できる標識を指す。それは発光することができる。蛍光標識(色素分子又は量子ドットを含む)と発光標識(例えば電気又は化学発光標識)は、蛍光標識のタイプである。外部励起は、蛍光用の光(光子)、電界発光用の電流及び化学発光用の化学反応を指す。外部励起は、上記の組み合わせであってもよい。 As used herein, the term "light-emittering label" refers to a label capable of emitting light under external excitation. It can emit light. Fluorescent labels (including dye molecules or quantum dots) and luminescent labels (eg electro or chemiluminescent labels) are types of fluorescent labels. External excitation refers to light (photons) for fluorescence, electric current for electroluminescence, and chemical reaction for chemiluminescence. External excitation may be a combination of the above.
語句「標識された分析物」とは、発光標識で検出可能に標識された分析物を指し、その結果、標識の存在を評価することにより前記分析物を検出することができる。標識された分析物は、直接標識されてもよく(すなわち、分析物自体は、強力な結合、例えば共有結合又は非共有結合を介して標識に直接結合されてもよい)、標識された分析物は、間接的に標識されてもよい(すなわち、分析物は直接標識された二次捕捉剤に結合される)。 The phrase "labeled analyte" refers to an analyte that is detectably labeled with a luminescent label such that the analyte can be detected by assessing the presence of the label. The labeled analyte may be directly labeled (ie the analyte itself may be directly attached to the label via a strong bond, eg covalent or non-covalent), or the labeled analyte May be labeled indirectly (ie the analyte is directly bound to the labeled secondary capture agent).
核酸についての用語「ハイブリダイゼーション」と「結語」は変換可能に使用される。 The terms "hybridization" and "conclusion" with respect to nucleic acids are used interchangeably.
用語「捕捉剤/分析物複合体」とは、捕捉剤と分析物の特異的結合から生じる複合体を指す。一般的に、捕捉剤と捕捉剤用の分析物は「特異的結合条件」又は「特異的結合に適する条件」の下で互いに特異的に結合し、それらの条件(塩濃度、pH、洗剤、タンパク質濃度、温度等)は、溶液中で捕捉剤と分析物との間に結合が生じることを可能にする条件である。それらの条件、特に抗体及びその抗原及び核酸ハイブリダイゼーションについての条件は、当該分野で周知である(例えばHarlow及びLane(Antibodies:A Laboratory Manual Cold Spring Harbor Laboratory、Cold Spring Harbor、N.Y.(1989)、Ausubelら、Short Protocols in Molecular Biology、第5版、Wiley&Sons、2002参照)。 The term "capture agent/analyte complex" refers to the complex resulting from the specific binding of capture agent and analyte. Generally, the capture agent and the analyte for the capture agent bind specifically to each other under "specific binding conditions" or "conditions suitable for specific binding" and these conditions (salt concentration, pH, detergent, Protein concentration, temperature, etc.) are conditions that allow binding to occur between the capture agent and the analyte in solution. Those conditions, in particular for antibodies and their antigen and nucleic acid hybridizations, are well known in the art (eg Harlow and Lane (Antibodies: A Laboratory Manual Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY. ), Ausubel et al., Short Protocols in Molecular Biology, 5th Edition, Wiley & Sons, 2002).
本明細書の捕捉剤と、分析物、例えば、バイオマーカー、生体分子、合成有機化合物、無機化合物等との結合について使用される用語「特異的結合条件」と「特異的結合に適する条件」とは、互いに特異的に結合する分子対を含む核酸二本鎖又はタンパク質/タンパク質(例えば、抗体/抗原)複合体、タンパク質/化合物複合体、アプタマー/標的複合体を生成するとともに、互いに特異的に結合しない分子の間の複合体の形成に不利である条件を指す。特異的結合条件は、ハイブリダイゼーションと洗浄条件の両方の合計又は組み合わせ(全体)であり、必要があれば、選択及びブロッキングステップを含んでもよい。核酸ハイブリダイゼーションのために、50%ホルムアミド、5×SSC(150mM NaCl、15mMクエン酸ナトリウム)、50mMリン酸ナトリウム(pH7.6)、5×デンハルト液、10%デキストラン硫酸及び20μg/ml変性され剪断されたサケ精子DNAを含有する溶液中で、42℃でインキュベーションし、その後に約65℃の0.1×SSCでフィルタを洗浄することにより特異的結合条件を達成することができる。 The terms "specific binding conditions" and "conditions suitable for specific binding" used for binding the capture agent herein to an analyte, for example, a biomarker, biomolecule, synthetic organic compound, inorganic compound, etc. Generate nucleic acid duplexes or protein/protein (eg, antibody/antigen) complexes, protein/compound complexes, aptamer/target complexes that include molecule pairs that specifically bind to each other, and Refers to conditions that are detrimental to the formation of complexes between unbound molecules. Specific binding conditions are the sum or combination (whole) of both hybridization and wash conditions and may include selection and blocking steps, if desired. For nucleic acid hybridization, 50% formamide, 5×SSC (150 mM NaCl, 15 mM sodium citrate), 50 mM sodium phosphate (pH 7.6), 5× Denhardt's solution, 10% dextran sulfate and 20 μg/ml denatured and sheared. Specific binding conditions can be achieved by incubating at 42° C. in a solution containing salmon sperm DNA, followed by washing the filters with 0.1×SSC at about 65° C.
抗体と抗原を結合するために、抗体含有の第1のプレートをブロッキング溶液(例えば、3%のBSA又は脱脂乳を含むPBS)でブロッキングし、その後に希釈したブロッキング緩衝液中で分析物含有の試料とともにインキュベートすることにより、特異的結合条件を達成する。インキュベーション後に、第1のプレートを洗浄溶液(例えばPBS+TWEEN 20)中で洗浄し、かつ二次捕捉抗体(抗原中の第2の部位を認識する検出抗体)とともにインキュベートする。二次捕捉抗体は、光学的に検出可能な標識、例えば、IRDye800CW、Alexa 790、Dylight 800のような蛍光団に結合されてもよい。さらに洗浄した後に、結合した二次捕捉抗体の存在を検出することができる。当業者であれば、検出した信号を増加させかつバックグラウンドノイズを減少させるために、パラメータを変更することができることを知っている。
To bind the antibody to the antigen, the first plate containing the antibody is blocked with a blocking solution (eg, PBS containing 3% BSA or skim milk) followed by the analyte containing in diluted blocking buffer. Specific binding conditions are achieved by incubating with the sample. After incubation, the first plate is washed in wash solution (eg PBS+TWEEN 20) and incubated with a secondary capture antibody (detection antibody that recognizes a second site in the antigen). The secondary capture antibody may be conjugated to an optically detectable label, eg, a fluorophore such as IRDye 800CW, Alexa 790,
被験者は、あらゆる人又は非ヒトの動物とすることができる。被験者は、本方法を実施する人、患者、検査センターの顧客等であってもよい。 The subject can be any human or non-human animal. The subject may be the person performing the method, the patient, the customer of the laboratory, etc.
本明細書で使用されるように、「分析物」は、本方法の検査に適する任意の物質である。 As used herein, an "analyte" is any substance suitable for testing the method.
本明細書で使用されるように、「診断試料」とは、被験者から得られた、身体副産物、例えば体液である、任意の生体試料を指す。診断試料は、液体の形態で被験者から直接得ることができ、または、身体副産物を溶液に、例えば緩衝液に置くことにより被験者から得ることができる。例示的な診断試料は、唾液、血清、血液、喀痰、尿、汗、涙液、精液、糞便、呼気、生体組織、粘液等を含むが、これらに限定されない。 As used herein, "diagnostic sample" refers to any biological sample obtained from a subject, which is a bodily byproduct, such as a body fluid. The diagnostic sample can be obtained directly from the subject in the form of a liquid, or can be obtained from the subject by placing the body by-product in a solution, for example a buffer. Exemplary diagnostic samples include, but are not limited to, saliva, serum, blood, sputum, urine, sweat, tears, semen, feces, breath, biological tissue, mucus, and the like.
本明細書で使用されるように、「環境試料」とは、環境から得られた任意の試料を指す。環境試料は、河川、湖、池、海洋、氷河、氷山、雨、雪、下水、貯水池、水道水、飲料水等からの液体試料と、土壌、堆肥、砂、岩石、コンクリート、木材、煉瓦、汚泥等からの固体試料と、空気、水中熱通気口、工業排気ガス、車両排気ガス等からの気体試料とを含んでもよい。一般的に、本発明の方法を用いて試料を分析する前に、非液体形態の試料を液体形態に変換する。 As used herein, "environmental sample" refers to any sample obtained from the environment. Environmental samples include liquid samples from rivers, lakes, ponds, oceans, glaciers, icebergs, rain, snow, sewage, reservoirs, tap water, drinking water, soil, compost, sand, rocks, concrete, wood, bricks, It may include solid samples from sludge and the like, and gas samples from air, underwater heat vents, industrial exhaust gases, vehicle exhaust gases and the like. Generally, the sample in non-liquid form is converted to liquid form prior to analyzing the sample using the method of the invention.
本明細書で使用されるように、「食品試料」は、動物の消費、例えば、ヒトの消費に適する任意の試料を指す。食品試料は、原材料、調理済み食品、動植物由来の食品、前処理済み食品及び部分的に又は完全に処理された食品等を含んでもよい。一般的に、本発明の方法を用いて試料を分析する前に、非液体形態の試料を液体形態に変換する。 As used herein, a “food sample” refers to any sample suitable for animal consumption, eg human consumption. Food samples may include raw materials, cooked foods, animal and plant derived foods, pre-treated foods and partially or fully treated foods and the like. Generally, the sample in non-liquid form is converted to liquid form prior to analyzing the sample using the method of the invention.
本明細書で使用される用語「診断」とは、ある方法又は分析物を用いて、対象となる病気又は病状の結果を鑑定し、予測し、及び/又はその治療反応を予測することを指す。診断は、病気又は病状に罹患する可能性又は体質を予測することと、病気又は病状の重篤度を推定することと、病気又は病状の進行のリスクを決定することと、治療に対する臨床的応答を評価するとと、及び/又は治療に対する応答を予測することとを含んでもよい。 As used herein, the term "diagnosis" refers to the use of a method or analyte to identify, predict, and/or predict the therapeutic response of a disease or condition of interest. .. Diagnosis is predicting the likelihood or constitution of a disease or medical condition, estimating the severity of the disease or medical condition, determining the risk of progression of the disease or medical condition, and clinical response to treatment. And/or predicting response to treatment.
本明細書で使用されるように、「バイオマーカー」とは、対象となる試料から発見された任意の分子又は化合物であり、被験者における対象となる病気又は病状の存在又はその体質を診断するか、又はそれに関連付けることが知られており、前記試料が被験者から取られる。バイオマーカーは、ポリペプチド又はその複合体(例えば抗原、抗体)、核酸(例えばDNA、miRNA、mRNA)、薬物代謝物、脂質、炭水化物、ホルモン、ビタミン等を含むが、これらに限定されず、対象となる病気又は病状に関連することが知られている。 As used herein, a "biomarker" is any molecule or compound discovered in a sample of interest that is diagnostic of the presence or constitution of the disease or condition of interest in a subject. , Or associated therewith, said sample being taken from a subject. Biomarkers include, but are not limited to, polypeptides or complexes thereof (eg, antigens, antibodies), nucleic acids (eg, DNA, miRNA, mRNA), drug metabolites, lipids, carbohydrates, hormones, vitamins, etc. It is known to be associated with the underlying disease or condition.
本明細書で使用され、健康状態の診断に関連付けられる「状態」とは、その他の生理学的状態と区別することができる心身の生理学的状態を指す。場合によっては、健康状態は、病気と診断されない可能性がある。例示的な対象となる健康状態は、栄養上の健康、老化、環境有害物質、農薬、除草剤、合成ホルモン類似体への暴露、妊娠、閉経、男性休止、睡眠、ストレス、糖尿病前症、運動、疲労、化学的バランス等を含むが、これらに限定されない。用語「ビオチン部分」とは、ビオチン又はビオチン類似体、例えばデスチオビオチン、オキシビオチン、2’−イミノビオチン、ジアミノビオチン、ビオチンスルホキシド、ビオシチン等を含む親和性試薬を指す。ビオチン部分は、少なくとも10−8Mの親和力でストレプトアビジンに結合される。ビオチン親和性試薬は、リンカー、例えば─LC−ビオチン、─LC−LC−ビオチン、─SLC−ビオチン、又はnが3〜12である─PEGn−ビオチンを含んでもよい。 As used herein, a "condition" associated with the diagnosis of a health condition refers to a physiological state of mind and body that can be distinguished from other physiological states. In some cases, the health condition may not be diagnosed with the disease. Exemplary health conditions of interest include nutritional health, aging, environmentally harmful substances, pesticides, herbicides, exposure to synthetic hormone analogs, pregnancy, menopause, male rest, sleep, stress, prediabetes, exercise. , Fatigue, chemical balance, etc., but not limited to these. The term "biotin moiety" refers to affinity reagents including biotin or biotin analogues such as desthiobiotin, oxybiotin, 2'-iminobiotin, diaminobiotin, biotin sulfoxide, biocytin and the like. The biotin moiety is bound to streptavidin with an affinity of at least 10-8M. The biotin affinity reagent may comprise a linker such as -LC-biotin, -LC-LC-biotin, -SLC-biotin, or PEGn-biotin where n is 3-12.
用語「ストレプトアビジン」とは、ストレプトアビジン、アビジン、及び高親和性でビオチンに結合するそれらの任意の変異体を指す。 The term "streptavidin" refers to streptavidin, avidin, and any variant thereof that binds biotin with high affinity.
生体試料の説明に使用される用語「マーカー」とは、分析物を指し、その生体試料における存在又は存在量は、病気又は病状に関連している。 The term "marker" used to describe a biological sample refers to an analyte, the presence or abundance of which in the biological sample is associated with a disease or medical condition.
用語「結合」は、水素結合、イオン結合及びファンデルワールス力による(van der Waal force)を含む共有及び非共有結合を含む。 The term "bond" includes hydrogen bonds, ionic bonds and covalent and non-covalent bonds, including van der Waal forces.
用語「増幅」とは、信号の大きさの増幅を指し、例えば、信号における少なくとも10倍の増幅、少なくとも100倍の増幅、少なくとも1,000倍の増幅、少なくとも10,000倍の増幅又は少なくとも100,000倍の増幅である。 The term "amplification" refers to the amplification of the magnitude of a signal, eg, at least 10-fold amplification, at least 100-fold amplification, at least 1,000-fold amplification, at least 10,000-fold amplification or at least 100-fold amplification in a signal. 1,000 times the amplification.
用語「実体」とは、「結合部位」に結合するタンパク質、ペプチド、DNA、RNA、核酸、分子(小分子又は大分子)、細胞、組織、ウイルス、異なる形状のナノ粒子を指すが、これらに限定されない。実体は、捕捉剤、検出剤及び遮断剤を含む。「実体」は「分析物」を含み、これらの2つの用語は、交換可能に使用される。 The term “entity” refers to proteins, peptides, DNA, RNA, nucleic acids, molecules (small or large molecules), cells, tissues, viruses, nanoparticles of different shapes that bind to a “binding site”, Not limited. Entities include capture agents, detection agents and blockers. “Entity” includes “analyte” and these two terms are used interchangeably.
用語「結合部位」とは、試料中の「実体」を固定化することができる固体表面上の位置を指す。 The term "binding site" refers to a position on a solid surface that can immobilize a "entity" in a sample.
用語「実体パートナー」とは、「結合部位」に位置し、かつ実体に結合するタンパク質、ペプチド、DNA、RNA、核酸、分子(小分子又は大分子)、細胞、組織、ウイルス、異なる形状のナノ粒子を指すが、これらに限定されない。実体は、捕捉剤、検出剤、二次検出剤又は「捕捉剤/分析物複合体」を含むが、これらに限定されない。 The term "entity partner" means a protein, peptide, DNA, RNA, nucleic acid, molecule (small molecule or large molecule), cell, tissue, virus, nano-form of different shape, which is located at the "binding site" and binds to the entity. Refers to particles, but is not limited to these. Entities include, but are not limited to, capture agents, detection agents, secondary detection agents or "capture agents/analyte complexes".
用語「標的分析物」又は「標的実体」とは、特に分析(すなわち、検出)される特定の分析物、又は結合部位に特異的に結合する特定の実体を指す。 The term "target analyte" or "target entity" refers specifically to the particular analyte being analyzed (ie, detected), or the particular entity that specifically binds to the binding site.
交換可能に使用される用語「スマートフォン」又は「携帯電話」とは、カメラ及び通信ハードウェアとソフトウェアを有し、カメラを使用して画像を撮影し、カメラによって撮影された画像を処理し、遠隔地にデータを通信することができる携帯電話のタイプを指す。いくつかの実施形態において、スマートフォンはフラッシュライトを有する。 The terms “smartphone” or “cell phone”, used interchangeably, have a camera and communication hardware and software, use the camera to take images, process images taken by the camera, and remotely Refers to the type of mobile phone that can communicate data to the earth. In some embodiments, the smartphone has a flashlight.
特別に説明しない限り、用語「光」とは、様々な波長を有する電磁放射を指す。 Unless otherwise stated, the term "light" refers to electromagnetic radiation having various wavelengths.
ある領域の「平均直線寸法」という用語とは、該領域の面積に4を乗算し該領域の周長で割って得るものに等しい長さと定義される。例えば、該領域は矩形であり、幅がWで、長さがLであれば、該矩形の直線寸法の平均値は、4*W*L/(2*(L+W))である(「*」が乗算を示し、「/」が割り算を示す)。この定義により、平均直線寸法はそれぞれ、幅がWの正方形についてはWであり、直径がdの円形についてはdである。領域は結合部位又は貯蔵部位の領域を含むが、これらに限定されない。 The term "average linear dimension" of a region is defined as a length equal to the area of the region multiplied by 4 and divided by the perimeter of the region. For example, if the region is a rectangle, the width is W, and the length is L, the average linear dimension of the rectangle is 4*W*L/(2*(L+W)) (“* "Indicates multiplication and "/" indicates division). By this definition, each average linear dimension is W for a square of width W and d for a circle of diameter d. Regions include, but are not limited to, regions of binding or storage sites.
周期構造配列の「周期」という用語とは、ある構造の中心から最も近い隣接した同じ構造の中心までの距離を指す。 The term "period" of a periodic structure array refers to the distance from the center of one structure to the center of the nearest adjacent same structure.
用語「貯蔵部位」とは、試料に添加される試薬を含み、プレート上のある領域の部位を指し、かつ前記試薬は、試薬と接触する試料中に溶解して試料中に拡散することができる。 The term "reservoir site" refers to the site of an area on a plate that contains a reagent that is added to the sample, and said reagent is capable of dissolving in the sample in contact with the reagent and diffusing into the sample. ..
用語「関連のある」とは、分析物の検出に、試料中もしくはプレート上の分析物又は実体の定量化及び/もしくは制御に、又は試料もしくはプレートに添加される試薬の定量化もしくは制御に関連することを指す。 The term "relevant" relates to the detection of an analyte, the quantification and/or control of an analyte or entity in a sample or plate, or the quantification or control of a reagent added to a sample or plate. It means to do.
表面の「親水性」、「湿潤性」、又は「濡れ性」という用語とは、表面上の試料の接触角が90度より小さいことを指す。 The term “hydrophilic”, “wettable”, or “wettable” of a surface refers to the contact angle of the sample on the surface being less than 90 degrees.
表面の「疎水性」、「非湿潤性」、又は「非濡れ性」という用語とは、表面上の試料の接触角が90度以上であることを指す。 The term "hydrophobic", "non-wetting", or "non-wetting" of a surface refers to the contact angle of the sample on the surface of 90 degrees or more.
量についての「変動」という用語とは、実際の値と目標値又は量の平均値との差を指す。量の「相対的変動」という用語とは、変動値と目標値又は量の平均値との比を指す。例えば、ある量の目標値がQで、実際の値が(Q+Δ)である場合、Δは変動値であり、かつΔ/(Q+Δ)は、相対的変動値である。用語「相対的な試料の厚さ変動」とは、試料の厚さ変動値と平均試料の厚さとの比を指す。 The term "variation" with respect to quantity refers to the difference between the actual value and the target value or average value of the quantity. The term "relative variation" of an amount refers to the ratio of the variation value to a target value or average value of the amount. For example, if a certain amount of the target value is Q and the actual value is (Q+Δ), Δ is the variation value and Δ/(Q+Δ) is the relative variation value. The term "relative sample thickness variation" refers to the ratio of the sample thickness variation value to the average sample thickness.
用語「光透過性」とは、光信号の伝送を可能にする材料の特性を指し、特に断らない限り、用語「光信号」とは、試料、プレート、スペーサ、スケールマーク、使用される任意の構造、又はそれらの任意の組み合わせの特性を検出するために使用される光信号を指す。 The term "light transmissive" refers to a property of a material that allows the transmission of optical signals, and unless otherwise specified, the term "optical signal" refers to a sample, plate, spacer, scale mark, or any used material. Refers to an optical signal used to detect properties of structures, or any combination thereof.
用語「非試料体積」とは、CROFプロセスにおける閉鎖構成では、プレートの間の体積が試料ではなく、試料以外の他の物体によって占有されることを指す。これらの物体はスペーサ、気泡、粉塵又はそれらの任意の組み合わせを含むが、これらに限定されない。一般的に、非試料体積は試料内部に混入している。 The term "non-sample volume" refers to that in the closed configuration in the CROF process, the volume between the plates is occupied by other objects than the sample rather than the sample. These objects include, but are not limited to, spacers, bubbles, dust or any combination thereof. Generally, the non-sample volume is mixed inside the sample.
用語「飽和インキュベーション時間」とは、2つのタイプの分子(例えば、捕捉剤及び分析物)の間の結合が平衡に達するのに必要な時間を指す。表面固定化アッセイについて、「飽和インキュベーション時間」とは、試料中の標的分析物(実体)とプレート表面上の結合部位との間の結合が平衡に達するのに必要な時間、すなわち、結合部位によって捕捉され、固定化された標的分子(実体)の平均数が統計的にほぼ一定になった後の時間を指す。 The term "saturation incubation time" refers to the time required for the binding between two types of molecules (e.g. capture agent and analyte) to reach equilibrium. For surface-immobilized assays, "saturation incubation time" is the time required for the binding between the target analyte (entity) in the sample and the binding site on the plate surface to reach equilibrium, that is, depending on the binding site. Refers to the time after which the average number of target molecules (entities) captured and immobilized becomes statistically nearly constant.
場合によっては、「分析物」と「結合実体」と「実体」は、交換可能に使用される。 In some cases, "analyte", "binding entity" and "entity" are used interchangeably.
「プロセッサ」、「通信装置」、「モバイル装置」は、計算タスクを実行するための基本的な電子部品(メモリ、入出力インタフェース、中央処理ユニット、命令、ネットワークインタフェース、電源などのうちの1つ以上を含む)を含むコンピュータシステムを指す。コンピュータシステムは、特定のタスクを実行するための命令を含む汎用コンピュータであってもよく、専用コンピュータであってもよい。 "Processor", "communication device", "mobile device" is one of the basic electronic components (memory, input/output interface, central processing unit, instructions, network interface, power supply, etc.) for performing computational tasks. (Including the above). A computer system may be a general purpose computer or special purpose computer that contains instructions for performing a particular task.
信号又はデータ通信の説明に使用される「サイト」又は「位置」とは、装置又は被験者が存在するローカル領域を指す。サイトは、建築構造内、例えば病院内の部屋、又は広い地理的に定義された領域内の小さい地理的に定義された領域を指す。第2のサイトから遠く離れた第1のサイトに対して、リモートサイト又はリモート位置は、距離及び/物理的障害によって第2のサイトから物理的に分離された第1のサイトである。リモートサイトは、建築構造中の第2のサイトから離れた第1のサイト、第2のサイトと異なる建築構造にある第1のサイト、第2のサイトと異なる都市にある第1のサイトであってもよい。 As used in describing signal or data communication, "site" or "location" refers to the local area in which the device or subject is located. A site refers to a small geographically defined area within a building structure, such as a room in a hospital, or a large geographically defined area. For a first site far away from the second site, the remote site or remote location is the first site physically separated from the second site by distance and/or physical obstacles. The remote site may be a first site away from a second site in the building structure, a first site in a different building structure from the second site, or a first site in a different city than the second site. May be.
本明細書で使用されるように、用語「試料採取サイト」とは、被験者から試料を得る位置を指す。試料採取位置は、例えば小売店の位置(例えば、チェーンストア、薬局、スーパーマーケット又はデパート)、プロバイダーのオフィス、医師のオフィス、病院、被験者の家、軍関係の敷地、雇用主サイト又は他のサイト又はサイトの組み合わせであってもよい。本明細書で使用されるように、用語「試料採取サイト」とは、さらに、該サイトに位置するか、或いは該サイトに所属するビジネス、サービス又は施設の所有者又は代表者を指す。 As used herein, the term "sampling site" refers to the location where a sample is obtained from a subject. The sampling location may be, for example, a retail store location (eg, chain store, pharmacy, supermarket or department store), provider's office, doctor's office, hospital, subject's home, military site, employer site or other site or It may be a combination of sites. As used herein, the term "sampling site" further refers to the owner or representative of a business, service or facility located at or affiliated with the site.
本明細書で使用されるように、「生データ」は、試料の特性又は特徴を検出するか又は測定するセンサ、カメラ、他のコンポーネント及び機器からの信号及び直接読み取りデータを含む。例えば、生データは、センサ、検出器、カウンタ、カメラ、又は他のコンポーネント若しくはデバイスからの電圧又は電流出力を含み、生データは、センサ、検出器、カウンタ、カメラ、又は他のコンポーネント若しくはデバイスからのデジタル又はアナログ数値出力を含み、生データはさらに、センサ、検出器、カウンタ、カメラ又は他のコンポーネント若しくはデバイスからのデジタル又はフィルタ出力を含む。例えば、生データは、光度計の出力を含み、それは該光度計によって検出された光子数に関連する「相対光単位」内の出力を含む。生データは、カメラによって生成されたJPEG、ビットマップ又は他の画像ファイルを含んでもよい。生データは、細胞数と、光強度(特定の波長にあるか、又は波長範囲にあるか又は波長範囲内にある)と、検出器の出力の変化率と、2回の同様の計測の間の差と、検出された複数のイベントと、予め設定された範囲内で検出されるか又は予め設定された基準を満たすイベントの数量と、ある期間内又は視野内で計測された最小値と、ある期間内又は視野内で計測された最大値と、他のデータとを含んでもよい。生データが十分である場合、更なる処理又は分析を行わずに使用することができる。他の場合には、生データは、さらに処理されるか、又は試料、被験者に関連する分析又は他の目的に使用されてもよい。 As used herein, "raw data" includes signals and direct read data from sensors, cameras, other components and instruments that detect or measure properties or characteristics of a sample. For example, raw data may include voltage or current output from a sensor, detector, counter, camera, or other component or device, and raw data may include raw data from a sensor, detector, counter, camera, or other component or device. , Digital or analog numerical output, and raw data further includes digital or filtered outputs from sensors, detectors, counters, cameras or other components or devices. For example, raw data includes the output of a photometer, which includes the output in "relative light units" related to the number of photons detected by the photometer. Raw data may include JPEGs, bitmaps or other image files generated by the camera. Raw data includes cell number, light intensity (at or at a specific wavelength, or within or within a wavelength range), rate of change of detector output, and between two similar measurements. Difference, a plurality of detected events, the number of events detected within a preset range or satisfying preset criteria, and a minimum value measured within a certain period or in the visual field, The maximum value measured in a certain period or in the visual field and other data may be included. If the raw data is sufficient, it can be used without further processing or analysis. In other cases, the raw data may be further processed or used for sample, subject-related analysis or other purposes.
試料を表す出力信号又は生データに関して使用される「試料を表す」とは、試料又はその一部の計測された特性、例えば試料中に存在する分析物の量を反映する出力信号又は生データを指す。例えば、蛍光シグナルを表す強度は、より多くの対象となる分析物含有の蛍光標識試料において、より少ない分析物含有の蛍光標識試料の蛍光シグナルを表す強度よりも高い。 "Representing a sample" as used in reference to an output signal or raw data representative of a sample is an output signal or raw data that reflects the measured property of the sample or a portion thereof, such as the amount of analyte present in the sample. Point to. For example, the intensity representing the fluorescence signal is higher in the fluorescence-labeled sample containing more analytes of interest than the fluorescence signal in the fluorescence-labeled sample containing less analyte.
本明細書で使用されるように、「臨床検査改善修正法案」と「CLIA」とは、42 U.S.C.パートF条項、例えばサブパート2、第263a〜263a7項、連邦規則42 CFR第W章(第493.1〜493.2001項)、及び関連法律、法規、修正法案を指す。CLIAによる法規は、アメリカ合衆国保健福祉省のメディケアメディケイドサービスセンター(CMS)によって管理されている。
As used herein, "Clinical Laboratory Improvement Amendment Bill" and "CLIA" refer to 42 U.S.M. S. C. Part F clauses, such as
本明細書で使用されるように、「プロセス管理」とは、試料分析プロセスなどのプロセスの実行を計画及び/又は監視するための任意の数の方法及びシステムを指す。 As used herein, "process control" refers to any number of methods and systems for planning and/or monitoring the performance of processes such as sample analysis processes.
本開示を読むことで当業者にとって明らかとなるように、本明細書に記載及び例示される個々の実施形態の各々は、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、他のいくつかの実施形態のいずれの特徴から容易に分離又はそれらと併用される個別の構成要素及び特徴を有する。任意の前記方法は、前記イベントの順序又は論理的に可能な任意の他の順序で実行することができる。 As will be apparent to one of ordinary skill in the art upon reading this disclosure, each of the individual embodiments described and illustrated herein may be practiced in a number of other implementations without departing from the scope or spirit of the invention. It has individual components and features that are easily separated from or combined with any feature of the form. Any of the methods may be performed in the order of the events or any other order that is logically possible.
当業者であば、本発明は、本明細書の記述又は図面に記載された構造の詳細、コンポーネントの配置、カテゴリ選択、重み付け、所定の信号制限又はステップへの適用に限定されないことを理解すべきである。本発明は、他の実施形態も可能であり、また様々な方法で実施又は実行することができる。 Those skilled in the art will understand that the invention is not limited to the structural details, component placement, category selection, weighting, predetermined signal restrictions or application to steps described herein or illustrated in the drawings. Should be. The invention is capable of other embodiments and of being carried out or carried out in various ways.
特に断らない限り、本開示の様々な実施形態の実施は、当業者の範囲内にある、免疫学、生化学、化学、分子生物学、微生物学、細胞生物学、ゲノミクス及び組換えDNAの慣用技術を使用する。GreenとSambrook、MOLECULAR CLONING:A LABORATORY MANUAL、第4版(2012)、CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY(F.M.Ausubelら編(1987))、METHODS IN ENZYMOLOGYシリーズ(Academic Press、Inc.):PCR 2: A PRACTICAL APPROACH(M.J.MacPherson、B.D.HamesとG.R.Taylor編(1995))、HarlowとLane編(1988)ANTIBODIES、A LABORATORY MANUAL、及びANIMAL CELL CULTURE(R.I.Freshney編(1987))を参照する。 The practice of the various embodiments of the present disclosure, unless otherwise indicated, is within the skill of the art, as is conventional in immunology, biochemistry, chemistry, molecular biology, microbiology, cell biology, genomics and recombinant DNA. Use technology. Green and Sambrook, MOLECULAR CLONING: A LABORATORY MANUAL, 4th edition (2012), CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGYc (FM) Uslovel et al. (1987), METHODS, METHODS. : A PRACTICAL APPROACH (MJ MacPherson, BD Hames and GR Taylor, edited (1995)), Harlow and Lane (1988), ANTIBODIES, A LABORATORY MANUAL, and UNICAL. See Freshney ed. (1987)).
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるように、「単一の」を使用する場合などの文脈上明確に指示されない限り、単数形の「1つの(a)」、「1つの(an)」及び「その(the)」は、複数の意味も含むことを注意しなければならない。例えば、「分析物」を言及すると、単一の分析物及び複数の分析物を含み、「捕捉剤」を言及すると、単一の捕捉剤及び複数の捕捉剤を含み、「検出剤」を言及すると、単一の検出剤及び複数の検出剤を含み、「試薬」を言及すると、単一の試薬及び複数の試薬を含む。 As used in this specification and the appended claims, the singular forms of "a", "a" and "a", unless the context clearly dictates otherwise, such as when using "single." It should be noted that "(an)" and "the" also include multiple meanings. For example, reference to "analyte" includes single and multiple analytes, reference to "capture agent" includes single capture agent and multiple capture agents, and reference to "detection agent". Then, it includes a single detection agent and a plurality of detection agents, and when referring to “reagent”, it includes a single reagent and a plurality of reagents.
圧縮調節開放流(CROF)
アッセイ中に、試料又は試薬の操作はアッセイを改善することができる。該操作は、試料及び/又は試薬の幾何学的形状及び位置の操作と、試料と試薬の混合又は結合の操作と、及び試料又は試薬とプレートとの接触面積の操作とを含むが、これらに限定されない。
Compression controlled open flow (CROF)
Manipulation of samples or reagents during the assay can improve the assay. The operations include, but are not limited to, manipulation of sample and/or reagent geometry and position, manipulation of sample or reagent mixing or binding, and manipulation of sample or reagent and plate contact area. Not limited.
本発明の多くの実施形態は、「圧縮調節開放流(CROF)」という方法とCROFを実行するデバイスを用いて、試料及び/又は試薬の幾何学的サイズ、位置、接触面積及び混合を操作する。 Many embodiments of the present invention use methods called "compressed controlled open flow (CROF)" and devices that perform CROF to manipulate sample and/or reagent geometric sizes, locations, contact areas and mixing. ..
用語「圧縮開放流(COF)」とは、(i)他のプレートを少なくとも一部の試料の頂部に配置し、(ii)その後に、2つのプレートを互いに対して押し付けて2つのプレートの間の試料を圧縮することにより、プレートに付着した流動可能試料の形状を変化させる方法を指し、該圧縮は、少なくとも一部の試料の厚さを減少させることにより、前記試料がプレートの間の開放空間に流入する。 The term "compressed open flow (COF)" refers to (i) placing another plate on top of at least some of the samples, and (ii) then pressing the two plates against each other between the two plates. Method of changing the shape of a flowable sample adhered to a plate by compressing the sample, the compression reducing the thickness of at least a portion of the sample so that the sample opens between the plates. Flow into space.
用語「圧縮調節開放流」又は「CROF」(又は「自己較正圧縮開放流」又は「SCOF」又は「SCCOF」)とは、特定のタイプのCOFを指し、圧縮後に試料の一部又は全体の最終厚さは、スペーサによって「調節」され、スペーサが2つのプレートの間に配置される。 The term "compressed controlled open flow" or "CROF" (or "self-calibrating compressed open flow" or "SCOF" or "SCCOF") refers to a particular type of COF, which after compression is the final part of a sample or part of the sample. The thickness is "adjusted" by the spacer, which is placed between the two plates.
CROFにおいて、「試料の一部又は全体の最終厚さはスペーサにより調節される」という用語とは、CROF期間において、特定の試料の厚さに達すると、2つのプレートの相対移動を停止させ、これにより試料の厚さの変化も停止し、特定の厚さがスペーサによって決定されることを指す。 In CROF, the term "the final thickness of some or all of the sample is adjusted by spacers" means that during CROF, when a particular sample thickness is reached, the relative movement of the two plates is stopped, This also stops the change in sample thickness, indicating that the particular thickness is determined by the spacer.
図1に示すように、CROF方法の1つの実施形態は、
(a)流動可能な試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、それぞれのプレートはほぼ平坦な試料接触表面を有し、前記プレートの1つ又は2つは、所定の高さを有して対応する試料接触表面に位置するスペーサを含む、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、プレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、並びに
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にして前記試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さはプレート及びスペーサにより調節され、関連のある体積が前記試料の全体積の少なくとも一部であり、かつ試料の広げた期間に、試料が2つのプレートの間に横方向に流動する、ステップ
を含む。
As shown in FIG. 1, one embodiment of the CROF method is
(A) obtaining a flowable sample,
(B) obtaining a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, each plate having a substantially flat sample contact surface, One or two include spacers having a predetermined height and located on corresponding sample contact surfaces,
(C) attaching the sample to one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration comprising two plates partially or completely separated and between the plates. Wherein the spacing is not adjusted by the spacer, and (d)(c) the steps of spreading the sample in a closed configuration with the plates facing each other in the closed configuration. And a sample of relevant volume is located between the plates, the thickness of the sample of relevant volume is adjusted by the plate and the spacer, the relevant volume being at least part of the total volume of said sample, and The step of flowing the sample laterally between the two plates during the spread of the sample is included.
特に断らない限り、用語「プレート(plate)」とは、CROFプロセスにおいて使用されるプレートを指し、それは使用可能な表面を有する固体であり、2つのプレートの間に配置された試料を他のプレートとともに圧縮して試料の厚さを減少させる。 Unless otherwise stated, the term “plate” refers to a plate used in a CROF process, which is a solid with a workable surface, that is, a sample placed between two plates and another plate. Compress with to reduce the thickness of the sample.
用語「プレート(the plate)」又は「一対のプレート(the pair of the plate)」とは、CROFプロセスにおける2つのプレートを指す。 The terms "the plate" or "the pair of the plate" refer to two plates in a CROF process.
用語「第1のプレート」又は「第2のプレート」とは、CROFプロセスにおいて使用されるプレートを指す。 The term "first plate" or "second plate" refers to the plate used in the CROF process.
用語「プレートが互いに対向する」とは、一対のプレートが少なくとも部分的に、互いに対向する場合を指す。 The term "plates face each other" refers to the case where a pair of plates at least partially face each other.
特に断らない限り、用語「スペーサ」又は「ストッパ」とは、2つのプレートの間に配置される場合、2つのプレートが共に圧縮する時に到達可能な2つのプレートの間の最小間隔の制限を設定する機械的な物体を指す。すなわち、圧縮において、スペーサは、プレートの間の間隔がプリセット値(すなわち、所定値)よりも小さくならないように2つのプレートの相対移動を停止させる。スペーサは、「開放スペーサ」と「密閉スペーサ」という二種類のタイプを有する。 Unless otherwise stated, the term "spacer" or "stopper", when placed between two plates, sets a limit on the minimum spacing between the two plates that can be reached when the two plates compress together. Refers to a mechanical object. That is, in compression, the spacers stop the relative movement of the two plates so that the spacing between the plates does not become smaller than a preset value (ie a predetermined value). Spacers come in two types: "open spacers" and "closed spacers."
用語「開放スペーサ」とは、液体が該スペーサの全周囲に流動しかつスペーサを流れることを可能にする形状を有するスペーサを指す。例えば、柱は開放スペーサである。 The term "open spacer" refers to a spacer having a shape that allows liquid to flow around and around the spacer. For example, the post is an open spacer.
用語「密閉スペーサ」とは、液体が該スペーサの全周囲に流動しかつスペーサを流れることができない形状を有するスペーサを指す。例えば、リング状スペーサはリング内の液体用の密閉スペーサであり、リング状スペーサ内の液体はリング内に留まり、外部(外周囲)に出ることができない。 The term "closed spacer" refers to a spacer having a shape such that liquid flows around the spacer and cannot flow through the spacer. For example, the ring-shaped spacer is a closed spacer for the liquid in the ring, and the liquid in the ring-shaped spacer stays in the ring and cannot go outside (outer periphery).
用語「スペーサが所定の高さを有する」と「スペーサが所定のスペーサ間の距離を有する」とは、それぞれCROFプロセスの前にスペーサの高さとスペーサ間の距離の値が既知であることを指す。CROFプロセスの前に、スペーサの高さとスペーサ間の距離の値が既知ではないと、それらは予め設定されない。例えば、プレートにスペーサとしてビーズを散布し、ビーズがプレートのランダムな位置に止まる場合、スペーサ間の距離は予め設定されない。スペーサ間の距離が予め設定されない別の例は、スペーサがCROFプロセスにおいて移動することである。 The terms "spacer has a predetermined height" and "spacer has a predetermined distance between spacers" refer to the fact that the spacer height and the distance between spacers are known prior to the CROF process, respectively. . Prior to the CROF process, if the spacer height and the distance between spacers values are not known, they are not preset. For example, if the beads are sprinkled on the plate as spacers and the beads stop at random positions on the plate, the distance between the spacers is not preset. Another example where the distance between the spacers is not preset is that the spacers move in the CROF process.
CROFプロセスにおける用語「スペーサがそのそれぞれのプレート上に固定される」とは、スペーサがプレートのある位置に接続され、かつCROF中に該位置との接続を維持する(すなわち、各プレート上のスペーサの位置が変化しない)ことを指す。「スペーサがその対応するプレートに固定される」の一例は、スペーサがプレート材料で一体的に作られ、かつCROF中にスペーサがプレート表面に対する位置が変化しないことである。「スペーサがその対応するプレートに固定されない」の一例は、スペーサが接着剤によりプレートに貼り付けられるが、プレートを使用する時に、CROF中に接着剤がスペーサをそのプレート表面上の元の位置に維持せず、スペーサがそのプレート表面上の元の位置から離れることである。 The term "spacers are fixed on their respective plates" in the CROF process means that the spacers are connected to a position on the plate and maintain the connection with that position during the CROF (ie the spacers on each plate). The position does not change). One example of "a spacer is fixed to its corresponding plate" is that the spacer is made integrally of plate material and that the spacer does not change position with respect to the plate surface during CROF. An example of "a spacer is not fixed to its corresponding plate" is that the spacer is attached to the plate with an adhesive, but when using the plate, the adhesive will cause the spacer to reposition itself on its plate surface during CROF. Instead of keeping it, the spacer moves away from its original position on the plate surface.
用語「スペーサがプレートに一体的に固定される」とは、スペーサとプレートの挙動が一体式物体のように、使用中に、スペーサがそのプレート上の元の位置から移動したり離れたりしないことを指す。 The term "spacer is integrally fixed to the plate" means that the spacer and the plate do not move or leave their original position on the plate during use, like a monolithic object. Refers to.
CROFプロセスにおける2つのプレートの「開放構成」という用語とは、2つのプレートが部分的又は完全に離れており、プレート間の間隔がスペーサにより調節されない構成を指す。 The term "open configuration" of two plates in a CROF process refers to a configuration in which the two plates are partially or completely separated and the spacing between the plates is not adjusted by spacers.
CROFプロセスにおける2つのプレートの「閉鎖構成」という用語とは、プレートが互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さをプレート及びスペーサにより調節する構成を指し、関連のある体積が前記試料の全体積の少なくとも一部である。 The term "closed configuration" of two plates in a CROF process means that the plates are facing each other, a spacer and an associated volume of sample are located between the plates, and the associated volume of sample thickness is Refers to the configuration adjusted by the spacer, the relevant volume being at least part of the total volume of the sample.
CROFプロセスにおける用語「試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節される」とは、プレート、試料、スペーサ及びプレート圧縮方法の所与の条件に対して、プレートの閉鎖構成における少なくとも一部の試料の厚さをスペーサ及びプレートの特性に基づいて予め設定することができることを指す。 The term "sample thickness is adjusted by plates and spacers" in the CROF process means that for a given condition of plate, sample, spacer and plate compression method, at least some of the samples in a closed configuration of the plate. It means that the thickness can be preset based on the characteristics of the spacer and the plate.
CROF装置中のプレートについての用語「内表面」又は「試料表面」とは、試料と接触するプレートの表面を指し、プレートの他の表面(試料と接触しない)は「外表面」と呼ばれる。 The term "inner surface" or "sample surface" for a plate in a CROF device refers to the surface of the plate that contacts the sample, the other surface of the plate (which does not contact the sample) is called the "outer surface".
CROF装置の「X‐プレート」という用語とは、プレートの試料表面上のスペーサを含むプレートを指し、前記スペーサは、所定のスペーサ間距離とスペーサの高さを有し、かつ少なくとも1つスペーサは試料接触領域内にある。 The term "X-plate" of a CROF device refers to a plate including spacers on the sample surface of the plate, said spacers having a predetermined inter-spacer distance and spacer height, and at least one spacer being Within the sample contact area.
用語「CROF装置」とは、CROFプロセスを実行する装置を指す。用語「CROFを行う」とは、CROFプロセスを使用することを指す。例えば、用語「試料にCROFを行う」とは、試料をCROF装置内に入れて、CROFプロセスを実行することを指し、特に明記しない限り、該試料をCROFの最終構成に保持する。 The term "CROF device" refers to a device that performs a CROF process. The term "performing CROF" refers to using the CROF process. For example, the term "perform CROF on a sample" refers to placing the sample in a CROF device and performing the CROF process, which holds the sample in its final configuration in CROF unless otherwise specified.
用語「CROFプレート」とは、CROFプロセスの実行に使用される2つのプレートを指す。 The term "CROF plate" refers to two plates used to carry out a CROF process.
平坦な表面についての用語「表面平滑度」又は「表面平滑度変動」とは、数マイクロメートル又はそれ以下の短距離の、平坦な表面と完全に平坦な表面との平均偏差を指す。表面平滑度は、表面平坦度変動とは異なる。平坦な表面は、良好な表面平坦度を有するが、その表面平滑度が低い。 The term "surface smoothness" or "surface smoothness variation" for a flat surface refers to the average deviation between a flat surface and a perfectly flat surface over a short distance of a few micrometers or less. Surface smoothness differs from surface flatness variation. A flat surface has good surface flatness, but its surface smoothness is low.
平坦な表面についての用語「表面平坦度」又は「表面平坦度変動」とは、約10μm又はそれ以上の長距離の、平坦な表面と完全に平坦な表面との平均偏差を指す。表面平坦度変動は、表面平滑度とは異なる。平坦な表面は、良好な表面平滑度を有するが、その表面平坦度が低い(すなわち、その表面平坦度変動が大きい)。 The term "surface flatness" or "surface flatness variation" for a flat surface refers to the average deviation between a flat surface and a perfectly flat surface over a long distance of about 10 μm or more. Surface flatness variation is different than surface smoothness. A flat surface has good surface smoothness, but its surface flatness is low (ie its surface flatness variation is large).
プレート又は試料についての用語「相対的な表面平坦度」とは、プレートの表面平坦度変動と最終的な試料厚さとの比を指す。 The term "relative surface flatness" for a plate or sample refers to the ratio of plate surface flatness variation to the final sample thickness.
特に断らない限り、CROFプロセスにおける用語「最終的な試料厚さ」とは、CROFプロセス中のプレートの閉鎖構成における試料の厚さを指す。 Unless otherwise stated, the term "final sample thickness" in the CROF process refers to the sample thickness in the closed configuration of the plate during the CROF process.
CROF中の用語「圧縮方法」とは、2つのプレートを開放構成から閉鎖構成にする方法を指す。 The term "compression method" in CROF refers to the method of moving two plates from an open configuration to a closed configuration.
プレートについての用語「関心領域」又は「関心のある領域」とは、プレートが実行する機能に関連するプレートの領域を指す。 The term "region of interest" or "region of interest" for a plate refers to the region of the plate that is associated with the function performed by the plate.
用語「最大」とは、「それ以下」を指す。例えば、スペーサの高さが最大1μmであり、これはスペーサの高さが1μm以下であることを指す。 The term "maximum" refers to "below". For example, the height of the spacer is 1 μm at maximum, which means that the height of the spacer is 1 μm or less.
用語「試料面積」とは、試料がプレート間の空間とほぼ平行かつ試料の厚さに垂直な方向における面積を指す。 The term "sample area" refers to the area in the direction in which the sample is approximately parallel to the space between the plates and perpendicular to the thickness of the sample.
用語「試料厚さ」とは、互いに対向するプレートの表面に垂直な方向(例えば、プレートの間の距離の方向)における試料寸法を指す。 The term "sample thickness" refers to the sample dimension in a direction perpendicular to the surfaces of the plates facing each other (eg, the direction of the distance between the plates).
用語「プレートの間の距離」とは、2つのプレートの内表面間の距離を指す。 The term "distance between plates" refers to the distance between the inner surfaces of two plates.
CROFにおける用語「最終的な試料の厚さの偏差」とは、所定のスペーサの高さ(スペーサの製造により決定される)と最終的な試料厚さの平均値との間の差を指し、その平均の最終的な試料の厚さは、所定の領域の平均値(例えば、1.6cm×1.6cmの領域における25個の異なる点(距離が4mmである)の平均値)である。 The term "final sample thickness deviation" in CROF refers to the difference between a given spacer height (determined by spacer manufacture) and the average final sample thickness, The average final sample thickness is the average value for a given area (eg, the average value of 25 different points (distance is 4 mm) in a 1.6 cm×1.6 cm area).
CROFプロセスにおける用語「計測された最終的な試料厚さの均一性」とは、所定の試料領域において計測された最終的な試料厚さの標準偏差(例えば、平均値に対する標準偏差)を指す。 The term "uniformity of measured final sample thickness" in the CROF process refers to the standard deviation (eg, standard deviation from the mean) of the final sample thickness measured in a given sample area.
CROFプロセスにおける用語「試料の関連のある体積」及び「試料の関連のある面積」はそれぞれ、CROFプロセスの間にプレートに付着した試料の一部又は全体の体積及び面積を指し、それぞれの方法又は装置によって実行される機能に関連し、この機能は、分析物又は実体の結合時間の減少、分析物の検出、体積の定量化、濃度の定量化、試薬の混合、又は濃度(分析物、実体、もしくは試薬)制御を含むが、これらに限定されない。 The terms "sample associated volume" and "sample associated area" in the CROF process respectively refer to the volume and area of some or all of the sample deposited on the plate during the CROF process, depending on the respective method or Related to the function performed by the device, this function is to reduce the binding time of the analyte or entity, detect the analyte, quantify the volume, quantify the concentration, mix the reagents, or the concentration (analyte, entity. , Or reagent) control, but is not limited to these.
別途指摘されない限り、用語「いくつかの実施形態」、「いくつかの実施形態において」、「本発明のいくつかの実施形態において」、「実施形態」、「1つの実施形態」、「他の実施形態」、「特定の実施形態」、「多くの実施形態」などは、全ての開示内容(すなわち全発明)に適用された実施形態である。 Unless otherwise indicated, the terms “some embodiments”, “in some embodiments”, “in some embodiments of the present invention”, “embodiment”, “one embodiment”, “others”. “Embodiment”, “specific embodiment”, “many embodiments”, etc. are embodiments applied to all disclosures (that is, all inventions).
別途指摘されない限り、CROFプロセスにおける対象の用語「高さ」又は「厚さ」とは、プレートの表面と垂直な方向における対象の寸法を指す。例えば、スペーサの高さとは、プレートの表面と垂直である方向におけるスペーサの寸法であり、スペーサの高さ及びスペーサの厚さとは、同じものを指す。 Unless otherwise indicated, the term "height" or "thickness" of an object in the CROF process refers to the dimension of the object in a direction perpendicular to the surface of the plate. For example, the height of the spacer is the dimension of the spacer in the direction perpendicular to the surface of the plate, and the height of the spacer and the thickness of the spacer are the same.
別途指摘されない限り、CROFプロセスにおける対象の用語「面積」とは、プレートの表面と平行な対象の面積を指す。例えば、スペーサの面積とは、プレートの表面に平行なスペーサの面積を指す。 Unless otherwise indicated, the term "area" of interest in a CROF process refers to the area of interest parallel to the surface of the plate. For example, the area of the spacer refers to the area of the spacer parallel to the surface of the plate.
別途指摘されない限り、CROFプロセスにおける用語「横方向」又は「横方向に」とは、プレートの表面と平行な方向を指す。 Unless otherwise indicated, the term "lateral" or "laterally" in the CROF process refers to the direction parallel to the surface of the plate.
別途指摘されない限り、CROFプロセスにおける用語「幅」とは、スペーサの横方向の寸法を指す。 Unless otherwise indicated, the term "width" in the CROF process refers to the lateral dimension of the spacer.
用語「試料内のスペーサ」は、スペーサが試料により取り囲まれる(例えば、試料内の柱状スペーサである)を指す。 The term “spacer within the sample” refers to the spacer being surrounded by the sample (eg, a columnar spacer within the sample).
CROFプロセスにおけるプレートの用語「臨界湾曲スパン」とは、2つの支持具間のプレートのスパン(すなわち、距離)を指し、所定の可撓性プレート、試料、及び圧力について、プレートの湾曲は許容可能な湾曲と等しい。例えば、所定の可撓性プレート、試料及び圧力について、許容可能な湾曲が50nmであり、臨界湾曲スパンが40μmである場合、40μm離れた2つの隣接するスペーサの間のプレートの湾曲が50nmであり、かつ2つの隣接するスペーサが40μmより小さい場合、湾曲が50nmより小さい。
The term "critical bending span" of a plate in the CROF process refers to the span (ie, distance) of the plate between two supports, and for a given flexible plate, sample, and pressure, plate bending is acceptable. Equal to a simple curve. For example, for a given flexible plate, sample and pressure, if the acceptable curvature is 50 nm and the critical curvature span is 40 μm, the plate curvature between two
試料に関する用語「流動可能」とは、試料の厚さが減少する場合、その横方向寸法が増加することを指す。例えば、糞便試料が流動可能であると考えられる。 The term "flowable" with respect to a sample refers to an increase in its lateral dimension as the sample thickness decreases. For example, a faecal sample would be considered flowable.
本発明のいくつかの実施形態において、試料の厚さがCROFプロセスにおいて減少できる限り、CROFプロセスにおける試料が流動可能である必要がなく、したがってプロセスから利益を受ける。例えば、CROFプレートの表面に色素を載置することにより組織を染色させ、CROFプロセスにおいて組織の厚さを減少させることで、色素による染色の飽和インキュベーション時間をスピードアップさせることができる。 In some embodiments of the invention, as long as the sample thickness can be reduced in the CROF process, the sample in the CROF process does not need to be flowable and thus benefits from the process. For example, placing the dye on the surface of a CROF plate to stain the tissue and reducing the thickness of the tissue during the CROF process can speed up the saturation incubation time for staining with the dye.
1. 結合又は混合時間(X)の減少(短縮)
アッセイ又はその他の化学反応を行うインキュベーション/反応時間の減少は望ましい。例えば、プレート表面に固定化された捕捉剤(すなわち固相)により試料中の標的分析物を捕捉する表面固定化アッセイにおいて、一般的に試料中の標的分析物を捕捉するための飽和インキュベーション時間が短い、又は溶液における捕捉剤及び検出剤をプレート表面に固定化する時間が短い、又は両方がいずれも短いことが望ましい。別の例は、捕捉剤をプレート表面に塗布する時間を短縮する必要性である。別の例は、試薬と試料との混合時間を短縮する必要性である。
1. Reduction (shortening) of binding or mixing time (X)
Reduced incubation/reaction times for performing assays or other chemical reactions are desirable. For example, in a surface-immobilized assay that captures a target analyte in a sample with a capture agent (ie, solid phase) immobilized on the plate surface, the saturation incubation time for capturing the target analyte in the sample is generally It is desirable to have a short time, or a short time to immobilize the capture and detection agents in solution on the plate surface, or both. Another example is the need to reduce the time to apply the capture agent to the plate surface. Another example is the need to reduce the mixing time of reagents and samples.
本発明は、試料中の実体を固体表面上の結合部位に結合するために要する飽和インキュベーション時間(すなわち体積から表面への実体の時間)を減少(すなわち短縮)させる方法及び装置を提供する。本発明の別の態様は、プレートの表面に貯蔵された実体を他のプレート表面上の結合部位に結合するために要する時間(すなわち1つの表面から別の表面への実体の時間)を短縮することである。本発明の別の様態は、表面に貯蔵された試薬を一定の体積の試料に添加/混合するために要する時間(すなわち表面から一定の体積の試料に添加/混合する試薬の時間)を短縮することである。 The present invention provides methods and devices that reduce (ie, shorten) the saturation incubation time (ie, volume-to-surface entity time) required to bind an entity in a sample to a binding site on a solid surface. Another aspect of the invention reduces the time required to bind an entity stored on the surface of a plate to a binding site on the surface of another plate (ie, the time of an entity from one surface to another). That is. Another aspect of the invention reduces the time required to add/mix a surface-stored reagent to a fixed volume of sample (ie, time of reagent added/mixed from the surface to a fixed volume of sample). That is.
本発明は試料(又は液体)を薄い厚さに広げる装置及び方法を用いることによりアッセイにおける結合及び/又は混合の飽和インキュベーション時間を減少させ、これにより実体の試料厚さ上の拡散時間を減少させる。材料(例えば、液体又は固体又は半固体)における実体の拡散時間は、拡散距離の平方に正比例し、したがって試料厚さの減少により拡散距離を減少させることができ、拡散時間及び飽和インキュベーション時間の急激減少を引き起こすことができる。薄い厚さ(例えば、狭い密閉空間)も実体と材料における他の実体との衝突頻度を上げ、それにより結合及び混合をさらに強化させる。本発明における方法は、さらに試料厚さの減少を正確、均一、迅速、簡単(操作ステップがより少ない)にさせ、かつ試料厚さをマイクロメートル又はナノメートルの厚さに減少させることに適用される。これらの発明は迅速で、低コストで、PoC、診断及び化学/生物分析の面に高い実用性を有する。図1〜4は本発明のいくつかの実施形態を示す。 The present invention reduces the saturation incubation time of binding and/or mixing in an assay by using an apparatus and method that spreads the sample (or liquid) to a thin thickness, thereby reducing the diffusion time of the entity over the sample thickness. .. The diffusion time of an entity in a material (eg, liquid or solid or semi-solid) is directly proportional to the square of the diffusion distance, thus decreasing the sample thickness can reduce the diffusion distance, and the diffusion time and saturation incubation time can be dramatically reduced. Can cause a decrease. The small thickness (eg, a narrow enclosed space) also increases the frequency of collisions of the entity with other entities in the material, thereby further enhancing binding and mixing. The method according to the invention is further applied to make the reduction of sample thickness accurate, uniform, fast, simple (with fewer operating steps) and to reduce the sample thickness to micrometer or nanometer thickness. It These inventions are rapid, low cost and have high utility in terms of PoC, diagnostics and chemical/biological analysis. 1-4 show some embodiments of the present invention.
1.1 試料厚さを減少させることによる、固体表面上の結合部位への試料中の実体の結合に関する飽和インキュベーション時間の減少
X1. 図1〜2、3a及び4aに示すような、試料中の標的実体をプレート表面にある結合部位に結合するために必要な飽和インキュベーション時間を減少させるための方法であって、
(a)流動可能なかつ試料中に拡散できる標的実体を含有する試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、前記第1のプレートは、その表面に標的実体に結合するように構成された結合部位を有し、前記プレートの1つ又は2つは、その対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有するスペーサを含む、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、1つ又は2つのプレートに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にして試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、結合部位が関連のある体積と接触し、関連のある体積の試料の厚さが、プレート及びスペーサにより調節され、該厚さが、プレートが開放構成にある時の試料の最大の厚さより薄く、
その関連のある体積は、試料の一部又は全体積であり、かつ
減少した試料厚さにより、関連のある体積中の標的実体を結合部位に結合するための飽和インキュベーション時間が減少する、ステップ
を含む、方法。
1.1 Reduction of Saturation Incubation Time for Binding of Entities in Sample to Binding Sites on Solid Surface by Decreasing Sample Thickness X1. A method for reducing the saturation incubation time required to bind a target entity in a sample to a binding site on a plate surface, as shown in Figures 1-2, 3a and 4a, comprising:
(A) obtaining a sample containing a target entity that is flowable and can diffuse into the sample;
(B) obtaining a first plate and a second plate movable relative to each other in different configurations, the first plate being configured to bind to a target entity on its surface. One or two of said plates having bound binding sites and comprising spacers fixed to their corresponding plates and having a predetermined height,
(C) depositing the sample on one or two plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration including two plates partially or completely separated and between the plates. The spacing is not adjusted by the spacer, the configuration is a step,
(D) after (c) spreading the samples in a closed configuration with the plates in the closed configuration with the plates facing each other and the spacer and associated volume of the sample located between the plates The site is in contact with the relevant volume and the thickness of the relevant volume of the sample is adjusted by the plates and spacers, the thickness being less than the maximum thickness of the sample when the plate is in the open configuration,
The relevant volume is a portion or the total volume of the sample, and the reduced sample thickness reduces the saturation incubation time for binding the target entity in the relevant volume to the binding site. Including a method.
所定の試料体積に対して、CROFは試料厚さを減少させるが、試料の横方向寸法を増加させる。本発明は、以上の事実を用いて、(a)試料の一部における局所的な結合又は混合を行い、かつ(b)流体バリアがない場合では複数の結合又は混合部位の多重化を行って、試料流体を異なる隔離液嚢に分離させる。 For a given sample volume, CROF reduces the sample thickness but increases the lateral dimension of the sample. The present invention uses the above facts to perform (a) local binding or mixing in a portion of the sample, and (b) multiplex binding or mixing sites in the absence of a fluid barrier. , Separate the sample fluid into different isolation bags.
X2. 図1〜2、3a及び4aに示すような、関連のある体積の試料中の標的実体を表面に結合するために必要な飽和インキュベーション時間を減少させるための装置であって、
(a)異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、(b)各プレートが試料と接触するための試料接触領域を有し、該試料が、関連のある体積の試料中に標的実体を有し、(c)プレートの1つが標的実体を結合する結合部位を有し、かつ(d)プレートの少なくとも1つがスペーサを含み、スペーサが、所定のスペーサ間の距離及び高さを有し、かつそのそれぞれの表面に固定され、スペーサの少なくとも1つが試料接触領域内に位置する、第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、開放構成であり、
別の構成は、開放構成において試料を付着させた後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成では、プレートが互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、結合部位が関連のある体積と接触し、かつ関連のある体積の試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、該厚さは、プレートが開放構成にある時の試料の最大の厚さより小さく、前記関連のある体積は、試料の部分又は全体の体積であり、かつ前記減少した試料厚さにより関連のある体積における標的実体を結合部位に結合するために必要な飽和インキュベーション時間が減少する、装置。
X2. An apparatus for reducing the saturation incubation time required to bind a target entity in a sample of relevant volume to a surface, as shown in Figures 1-2, 3a and 4a,
(A) moveable relative to each other in different configurations; (b) each plate has a sample contact area for contacting the sample, the sample being a target entity in an associated volume of sample. And (c) one of the plates has a binding site for binding a target entity, and (d) at least one of the plates comprises a spacer, the spacer having a predetermined distance and height between the spacers. And fixed to its respective surface, at least one of the spacers being located in the sample contact area, including a first plate and a second plate,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated and the spacing between the plates is not adjusted by spacers,
Another configuration is the closed configuration, which was configured after depositing the sample in the open configuration, in which the plates face each other and the spacer and associated volume of sample are located between the plates and the binding site. Is in contact with the relevant volume and the thickness of the relevant volume of the sample is adjusted by the plates and spacers, the thickness being less than the maximum thickness of the sample when the plate is in the open configuration. The volume of the sample is a partial or total volume of the sample, and the reduced sample thickness reduces the saturation incubation time required to bind the target entity to the binding site in the volume of interest.
1.2 あるプレートの表面に貯蔵された実体を他のプレート表面にある結合部位に結合するために必要な飽和インキュベーション時間の減少
X3. 図1、3c及び4bに示すように、あるプレートの貯蔵部位に貯蔵された実体を別のプレート上にある関連のある結合部位に結合するための飽和インキュベーション時間を減少させるための方法であって、
(a)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、前記第1のプレートの表面は結合部位を有し、前記第2のプレートは、結合部位に結合する実体を含む貯蔵部位を有し、前記結合部位の面積及び貯蔵部位の面積がその対応するプレートの面積より小さく、かつ前記プレートの1つ又は2つはスペーサを含み、スペーサの各々が、その対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有する、ステップ、
(b)貯蔵部位にある実体が移送媒体に溶解かつ拡散できる、前記移送媒体を取得するステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに移送媒体を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にして試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ、結合部位、貯蔵部位及び少なくとも一部の移送媒体がプレートの間に位置し、結合部位が貯蔵部位と少なくとも部分的に重なり、移送媒体が結合部位と貯蔵部位の少なくとも一部と接触し、移送媒体の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、該厚さが、プレートが開放構成にある時の移送媒体の最大の厚さより薄い、ステップ
を含み、
移送媒体の減少した厚さにより、第2のプレートに貯蔵された実体を第1のプレートにある結合部位に結合するために必要な時間が減少する、方法。
1.2 Decrease in saturation incubation time required to bind a substance stored on the surface of one plate to a binding site on the surface of another plate X3. Storage of one plate, as shown in Figures 1, 3c and 4b A method for reducing the saturation incubation time for binding a site-stored entity to a relevant binding site on another plate, comprising:
(A) Obtaining a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, the surface of the first plate having a binding site and the second plate The plate has a reservoir containing an entity that binds to a binding site, the area of the binding site and the area of the reservoir are smaller than the area of its corresponding plate, and one or two of the plates comprises spacers. , Each of the spacers being fixed to its corresponding plate and having a predetermined height, a step,
(B) obtaining the transport medium, wherein the entity at the storage site is capable of dissolving and diffusing in the transport medium,
(C) applying a transfer medium to one or two of said plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the two configurations are such that the two plates are partially or completely separated. A configuration in which the spacing between the plates is not adjusted by spacers, steps,
(D) After (c), the steps of spreading the sample in the closed configuration of the plates, wherein the plates face each other and the spacers, binding sites, storage sites and at least some of the transfer medium are in the plate. And the binding site at least partially overlaps the storage site, the transport medium contacts at least a portion of the binding site and the storage site, and the thickness of the transport medium is adjusted by the plates and spacers. Including a step of less than a maximum thickness of the transfer medium when the plate is in the open configuration,
The method wherein the reduced thickness of the transfer medium reduces the time required to bind the entities stored in the second plate to the binding sites on the first plate.
理由を説明する。組織染色を含む。試料厚さにわたって垂直に拡散する標的実体を説明する。 Explain the reason. Includes tissue staining. A target entity that diffuses vertically across the sample thickness is described.
X4. 図1、3c及び4bに示すように、あるプレートの貯蔵部位に貯蔵された実体を別のプレート上の結合部位に結合するための飽和インキュベーション時間を減少させるための装置であって、
異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、前記第1のプレートはその表面に結合部位を有し、前記第2のプレートは、その表面に結合部位に結合する実体を含む貯蔵部位を有し、前記結合部位の面積及び貯蔵部位の面積が、そのそれぞれのプレートの面積より小さく、かつ前記プレートの1つ又は2つはスペーサを含み、スペーサの各々が、そのそれぞれプレートで固定されかつかつ所定の高さを有する、第1のプレート及び第2のプレートを含み、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ移送媒体が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、貯蔵部位上の実体が移送媒体中に溶解してかつ移送媒体中に拡散でき、
別の構成は、移送媒体が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ、結合部位、貯蔵部位、及び少なくとも一部の移送媒体がプレートの間に位置し、結合部位が貯蔵部位と少なくとも部分的に重なり、移送媒体が結合部位と貯蔵部位の少なくとも一部と接触し、移送媒体の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、該厚さが、プレートが開放構成にある時の移送媒体の最大の厚さより薄く、
移送媒体の減少した厚さにより、第2のプレートの貯蔵部位上の実体を第1のプレート上の結合部位に結合するために必要な飽和インキュベーション時間を減少させる、装置。
X4. An apparatus for reducing the saturation incubation time for binding an entity stored in a storage site of one plate to a binding site on another plate, as shown in Figures 1, 3c and 4b, comprising:
Movable relative to each other in different configurations, the first plate has a binding site on its surface, and the second plate has a storage site on its surface containing an entity that binds to the binding site. And the area of the binding site and the area of the storage site is less than the area of its respective plate, and one or two of said plates comprises spacers, each of the spacers being fixed to its respective plate and and Including a first plate and a second plate having a predetermined height,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the transfer medium adheres to one or two of said plates, The above entity can dissolve in the transport medium and diffuse into the transport medium,
Another configuration is a closed configuration that is configured after the transfer medium is deposited in the open configuration, wherein the plates face each other and the spacers, binding sites, storage sites, and at least some of the transfer medium are in the plate. And the binding site at least partially overlaps the storage site, the transport medium contacts at least a portion of the binding site and the storage site, and the thickness of the transport medium is adjusted by the plates and spacers. , Less than the maximum thickness of the transfer medium when the plate is in the open configuration,
An apparatus that reduces the saturation incubation time required to bind entities on the storage site of the second plate to binding sites on the first plate due to the reduced thickness of the transfer medium.
いくつかの実施形態において、段落X3の方法及び段落X4の装置において、移送媒体は実体又は試薬又は両者が拡散する液体を含む。 In some embodiments, in the method of paragraph X3 and the apparatus of paragraph X4, the transfer medium comprises a liquid in which the entities or reagents or both diffuse.
いくつかの実施形態において、段落X3の方法及び段落X4の装置において、移送媒体は、結合部位に結合する分析物(標的分析物とも呼ばれる)を含む試料である。 In some embodiments, in the method of paragraph X3 and the apparatus of paragraph X4, the transfer medium is a sample containing an analyte (also referred to as a target analyte) that binds to the binding site.
いくつかの実施形態において、段落X3の方法及び段落X4の装置において、移送媒体は、結合部位に結合する分析物(標的分析物とも呼ばれる)を含む試料であり、試料は、分析物に結合する検出剤である。 In some embodiments, in the method of Paragraph X3 and the apparatus of Paragraph X4, the transfer medium is a sample containing an analyte (also referred to as a target analyte) that binds to the binding site, and the sample binds the analyte. It is a detection agent.
1.3 表面に貯蔵された試薬を液体試料に添加(混合)するための時間の減少
多くのアッセイは、試料(液体を含む)に試薬を添加する必要がある。一般的に試料又は液体に添加された試薬の濃度を制御する必要がある。簡単及び/又は低コストである、このような試薬の添加及び濃度制御を実行するための新たな方法を必要とする。所望の試薬添加の2つの例は、(a)抗凝固剤及び/又は染色試薬を血液試料に添加する血球計数、及び(b)検出剤を添加して溶液における標的分析物を結合する免疫学的アッセイである。
1.3 Reduced time to add (mix) surface-stored reagents to liquid samples Many assays require the addition of reagents to the sample (including liquid). Generally, it is necessary to control the concentration of the reagent added to the sample or liquid. What is needed is a new method for performing such reagent addition and concentration control that is simple and/or low cost. Two examples of desired reagent additions are (a) hemocytometry, where anticoagulants and/or staining reagents are added to blood samples, and (b) immunology where detectors are added to bind target analytes in solution. It is a dynamic assay.
本発明の一態様は、このような試薬の添加及び濃度制御を簡単及び/又は低コストにする方法、装置、及びシステムである。本発明の1つの実施形態において、まず試薬層(例えば乾燥された試薬層)をCROF装置のプレート表面に載置し、次に試料をCROF装置に付着させて、CROFプロセスで試料を試薬と接触させ、かつ試料の厚さを、CROFプレートが開放構成にある時の試料の厚さよりも薄くさせる。試料厚さを減少させることにより、試薬の表面から全試料への拡散時間を減少させ、これにより試薬と試料混合の時間を減少させる。 One aspect of the present invention is a method, apparatus, and system that makes such reagent addition and concentration control simple and/or low cost. In one embodiment of the invention, a reagent layer (eg, a dried reagent layer) is first placed on the plate surface of a CROF device, then the sample is attached to the CROF device and the sample is contacted with the reagent in a CROF process. And make the sample thickness less than the sample thickness when the CROF plate is in the open configuration. By reducing the sample thickness, the diffusion time from the surface of the reagent to the entire sample is reduced, thereby reducing the time for reagent and sample mixing.
X5. 図1、3b及び4cに示すような、プレート表面に貯蔵された試薬を試料と混合するための時間を減少させるための方法であって、
(a)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、前記第1のプレートは、その表面に試料に添加される試薬を含む貯蔵部位を有し、該試薬が試料中に溶解できかつ試料中に拡散でき、前記プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、かつ各スペーサが、そのそれぞれのプレートで固定され、かつ所定の高さを有する、ステップ、
(b)試料を取得するステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にして前記試料を広げ、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ、貯蔵部位及び試料の少なくとも一部がプレートの間に位置し、試料が貯蔵部位の少なくとも一部と接触し、貯蔵部位上の試料厚さがプレート及びスペーサにより調節され、該厚さが、プレートが開放構成にある時の試料の最大の厚さより薄い、ステップ
を含み、
試料の減少した厚さにより、貯蔵部位上の試薬と試料を混合するための時間が減少する、方法。
X5. A method for reducing the time to mix a reagent stored on a plate surface with a sample, as shown in Figures 1, 3b and 4c, comprising:
(A) a step of obtaining a first plate and a second plate that are movable with respect to each other so as to have different configurations, the first plate including a reagent added to a sample on its surface Has a storage site, the reagent is soluble in the sample and can diffuse into the sample, one or two of the plates comprises spacers, and each spacer is fixed on its respective plate and has a predetermined height. Having a step,
(B) obtaining a sample,
(C) depositing the sample on one or two of said plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the two configurations are such that the two plates are partially or completely separated and The spacing between is not adjusted by the spacer, is a step,
(D) After (c), the plate is opened in the closed configuration to spread the sample, and in the closed configuration, the plates face each other and the spacer, the storage site and at least a portion of the sample are located between the plates, Contacting at least a portion of the storage site, the thickness of the sample on the storage site being adjusted by plates and spacers, the thickness being less than the maximum thickness of the sample when the plate is in the open configuration,
The method wherein the reduced thickness of the sample reduces the time to mix the sample with the reagent on the storage site.
段落X5の方法において、それは、プレートが閉鎖構成にある間にインキュベートするステップをさらに含み、選択されるインキュベーション時間において、試料中に溶解された大量の試薬を関連のある体積の試料中に含ませて、関連のある体積とは、貯蔵部位に位置する試料の体積を指し、インキュベーションとは、試薬が試料中に溶解及び拡散することを可能にする過程を指す。 In the method of paragraph X5, it further comprises the step of incubating while the plate is in the closed configuration, wherein a large amount of reagent dissolved in the sample is included in the relevant volume of the sample at the selected incubation time. Thus, the relevant volume refers to the volume of the sample located at the storage site, and the incubation refers to the process that allows the reagents to dissolve and diffuse into the sample.
段落X5の方法は、ステップ(d)の後、プレートが閉鎖構成にある間に、因子を試薬が閉鎖構成にある間のプレートにより調節される試料の厚さにわたって試料において拡散した時間にかける時間以下の時間でインキュベートし、次にインキュベーションを停止させるステップをさらに含み、前記インキュベーションにより試薬を試料中に拡散することが可能となり、前記因子が0.0001、0.001、0.01、0.1、1、1.1、1.2、1.3、1.5、2、3、4、5、10、100、1000、10,000又はこれらの値の間の任意の範囲である。例えば、因子は1.1で、拡散時間は20秒であれば、インキュベーション時間は22秒以下である。好ましい実施形態において、因子は0.1、1、1.5又はこれらの値の間の任意の範囲である。 The method of paragraph X5 provides the time after step (d) the time during which the plate is in the closed configuration, the time during which the agent is diffused in the sample over the thickness of the sample controlled by the plate while in the closed configuration. Incubating for the following times and then terminating the incubation further comprises allowing the reagents to diffuse into the sample, wherein the factors 0.0001, 0.001, 0.01, 0. 1, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 2, 3, 4, 5, 10, 100, 1000, 10,000 or any range between these values. For example, if the factor is 1.1 and the diffusion time is 20 seconds, the incubation time is 22 seconds or less. In a preferred embodiment, the factor is 0.1, 1, 1.5 or any range between these values.
X6. 図1、3b及び4cに示すように、プレート表面に貯蔵された試薬を試料中に添加するための時間を減少させるための装置であって、
異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、前記第1のプレートは、その表面に試料に添加される試薬を含む貯蔵部位を有し、該試薬が試料中に溶解できかつ試料中に拡散でき、前期プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、かつ各スペーサが、そのそれぞれのプレートで固定され、かつ所定の高さを有する、第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、
別の構成は、移送媒体が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ、貯蔵部位及び試料の少なくとも一部がプレートの間に位置し、試料が貯蔵部位の少なくとも一部と接触し、貯蔵部位上の試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、該厚さが、プレートが開放構成にある時の試料の最大の厚さよりも薄く、
試料の減少した厚さにより、貯蔵部位上の試薬と試料を混合するための時間が減少する、装置。
X6. As shown in FIGS. 1, 3b and 4c, a device for reducing the time for adding a reagent stored on the plate surface into a sample,
Movable relative to each other in different configurations, the first plate has on its surface a storage site containing a reagent to be added to the sample, the reagent being soluble in the sample and A first plate and a second plate that are diffusable, one or two of said plates comprising spacers, and each spacer being fixed at its respective plate and having a predetermined height,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two of said plates,
Another configuration is a closed configuration configured after the transfer medium is deposited in the open configuration, wherein the plates face each other and the spacer, the storage site and at least a portion of the sample are located between the plates. The sample is in contact with at least a portion of the reservoir and the thickness of the sample on the reservoir is adjusted by the plate and spacer, the thickness being less than the maximum thickness of the sample when the plate is in the open configuration,
An apparatus in which the reduced thickness of the sample reduces the time to mix the sample with the reagent on the storage site.
段落X1〜6のいずれかの段落に記載の方法又は装置において、いくつかの実施形態において、試料の関連のある体積は、結合部位又は貯蔵部位に位置する(すなわち、その頂部に位置する)試料の体積である。 The method or apparatus of any of paragraphs X1-6, in some embodiments, the relevant volume of sample is located at the binding site or storage site (ie, at the top of it). Is the volume of.
段落X1〜6のいずれかの段落に記載の方法又は装置において、いくつかの実施形態において、試料の関連のある体積は、結合部位又は貯蔵部位の全領域又は一部の領域に位置する(すなわち、その頂部に位置する)試料の体積である。 In the method or apparatus of any of paragraphs X1-6, in some embodiments, the relevant volume of the sample is located in all or part of the binding site or storage site (ie. , Located on top of it) is the volume of the sample.
段落X1〜6のいずれかの段落に記載の方法又は装置において、いくつかの実施形態において、閉鎖構成における試料厚さに対する結合部位又は貯蔵部位の横方向寸法の比は、1.5 3以上、3以上、5以上、10以上、20以上、30以上、50以上、100以上、200以上、1000以上、10,000以上、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 The method or apparatus of any one of paragraphs X1-6, in some embodiments, the ratio of the lateral dimension of the binding site or storage site to the sample thickness in the closed configuration is 1.53 or greater, 3 or more, 5 or more, 10 or more, 20 or more, 30 or more, 50 or more, 100 or more, 200 or more, 1000 or more, 10,000 or more, or a range between any two of these values.
段落X1〜6のいずれかの段落に記載の方法又は装置において、閉鎖構成における試料厚さに対する結合部位又は貯蔵部位の横方向寸法の比は、好ましい実施形態において3〜20の間であり、別の好ましい実施形態において20〜100の間であり、別の好ましい実施形態において100〜1000の間であり、また、別の好ましい実施形態において1000〜10000の間である。 The method or apparatus of any of paragraphs X1-6, wherein the ratio of the lateral dimension of the binding site or storage site to sample thickness in the closed configuration is between 3-20 in preferred embodiments, and In another preferred embodiment, between 100 and 1000, and in another preferred embodiment, between 1000 and 10,000.
段落X1及びX3のいずれかの段落に記載の方法において、いくつかの実施形態において、最終的に減少した試料厚さは、結合部位の面積上の試料厚さより顕著に小さいことにより、結合部位の外に位置する試料領域における実体を結合部位に結合するためのより長い時間を必要とする。適切なインキュベーション時間の選択ではの、結合部位に結合された実体は、主に結合部位に位置する(すなわち、ちょうど結合領域上にある試料体積)試料体積中の実体である。次に、試料中の実体濃度の計算は、試料厚さ及び結合部面積に基づく。 The method of any one of paragraphs X1 and X3, wherein in some embodiments the final reduced sample thickness is significantly less than the sample thickness over the area of the binding site, thereby A longer time is required to bind the entity in the outer sample area to the binding site. In the selection of the appropriate incubation time, the entity bound to the binding site is the entity in the sample volume located primarily at the binding site (ie the sample volume just above the binding region). Next, the calculation of the substance concentration in the sample is based on the sample thickness and the joint area.
段落X5の方法において、いくつかの実施形態において、最終的に減少した試料厚さは、貯蔵部位の面積上の試料厚さより顕著に小さいことにより、結合部位の外に位置する試料領域における実体を結合部位に結合するためのより長い時間を必要とする。 In the method of paragraph X5, in some embodiments, the final reduced sample thickness is significantly less than the sample thickness on the area of the storage site, thereby creating an entity in the sample region located outside the binding site. Requires longer time to bind to the binding site.
適切なインキュベーション時間の選択では、結合部位に結合された実体は、主に結合部位に位置する(すなわち、ちょうど結合領域上にある試料体積)試料体積中の実体である。次に、試料中の実体濃度の計算は、試料厚さ及び結合部面積に基づく。 With the selection of an appropriate incubation time, the entity bound to the binding site is the entity in the sample volume located primarily at the binding site (ie the sample volume just above the binding region). Next, the calculation of the substance concentration in the sample is based on the sample thickness and the joint area.
段落X2、X4、X6のいずれかの段落に記載の方法において、プレートを開放構成から閉鎖構成にする圧縮装置をさらに含む。いくつかの実施形態において、圧縮装置は、本開示に記載の実施形態の1つ又は任意の組み合わせである。 The method of any one of paragraphs X2, X4, X6 further comprising a compression device for moving the plate from the open configuration to the closed configuration. In some embodiments, the compression device is one or any combination of the embodiments described in this disclosure.
段落X2、X4、X6のいずれかの段落に記載の方法において、プレートを開放構成から閉鎖構成にする圧縮装置と、プレートを閉鎖構成に保持するように構成された保持装置とを含む。いくつかの実施形態において、保持装置は、本開示に記載の実施形態の1つ又は任意の組み合わせである。 The method of any one of paragraphs X2, X4, X6, including a compression device for moving the plate from the open configuration to the closed configuration, and a retaining device configured to retain the plate in the closed configuration. In some embodiments, the retention device is one or any combination of the embodiments described in this disclosure.
段落X2、X4、X6のいずれかの段落に記載の方法において、プレートを開放構成から閉鎖構成にする圧縮装置と、0.001秒以下、0.01秒以下、0.1秒以下、1秒以下、5秒以下、10秒以下、20秒以下、30秒以下、40秒以下、1分間以下、2分間以下、3分間以下、5分間以下、10分間以下、20分間以下、30分間以下、60分間以下、90分間以下、120分間以下、180分間以下、250分間以下、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲内の時間でプレートを閉鎖構成に保持するように構成された保持装置とを含む。 A method according to any of paragraphs X2, X4, X6, wherein a compression device is used to change the plate from an open configuration to a closed configuration, 0.001 sec or less, 0.01 sec or less, 0.1 sec or less, 1 sec. 5 seconds or less, 10 seconds or less, 20 seconds or less, 30 seconds or less, 40 seconds or less, 1 minute or less, 2 minutes or less, 3 minutes or less, 5 minutes or less, 10 minutes or less, 20 minutes or less, 30 minutes or less, A retention device configured to retain the plate in the closed configuration for 60 minutes or less, 90 minutes or less, 120 minutes or less, 180 minutes or less, 250 minutes or less, or a time in between any two of these values. Including and
段落X2、X4、X6のいずれかの段落に記載の方法において、プレートを開放構成から閉鎖構成にする圧縮装置と、好ましい実施形態において、0.001秒以下、0.01秒以下、0.1秒以下、1秒以下、5秒以下、10秒以下、20秒以下、30秒以下、40秒以下、1分間以下、2分間以下、3分間以下、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲内の時間でプレートを閉鎖構成に保持するように構成された保持装置とを含む。 A method according to any of paragraphs X2, X4, X6, wherein the compression device changes the plate from an open configuration to a closed configuration, and in a preferred embodiment 0.001 sec or less, 0.01 sec or less, 0.1 Seconds or less, 1 second or less, 5 seconds or less, 10 seconds or less, 20 seconds or less, 30 seconds or less, 40 seconds or less, 1 minute or less, 2 minutes or less, 3 minutes or less, or between any two of these values A holding device configured to hold the plate in the closed configuration for a time within the range.
最終的な試料厚さ プレートの閉鎖構成における最終的な試料厚さは、飽和インキュベーション時間を減少させる重要な要素である可能性がある。プレートの調節された間隔に関して論じられるように、試料厚さの減少/変形後の最終的な試料厚さは、実体及び試料の性質と用途に依存する。 Final Sample Thickness Final sample thickness in the closed configuration of the plate can be an important factor in reducing saturation incubation time. As discussed with respect to the adjusted spacing of the plates, the final sample thickness after sample thickness reduction/deformation depends on the nature and nature of the sample and the application.
いくつかの実施形態において、最終的な試料厚さは、約0.5μm(マイクロメートル)より小さい、約1μmより小さい、約1.5μmより小さい、約2μmより小さい、約4μmより小さい、約6μmより小さい、約8μmより小さい、約10μmより小さい、約12μmより小さい、約14μmより小さい、約16μmより小さい、約18μmより小さい、約20μmより小さい、約25μmより小さい、約30μmより小さい、約35μmより小さい、約40μmより小さい、約45μmより小さい、約50μmより小さい、約55μmより小さい、約60μmより小さい、約70μmより小さい、約80μmより小さい、約90μmより小さい、約100μmより小さい、約110μmより小さい、約120μmより小さい、約140μmより小さい、約160μmより小さい、約180μmより小さい、約200μmより小さい、約250μmより小さい、約300μmより小さい、約350μmより小さい、約400μmより小さい、約450μmより小さい、約500μmより小さい、約550μmより小さい、約600μmより小さい、約650μmより小さい、約700μmより小さい、約800μmより小さい、約900μmより小さい、約1000μm(1mm)より小さい、約1.5mmより小さい、約2mmより小さい、約2.5mmより小さい、約3mmより小さい、約3.5mmより小さい、約4mmより小さい、約5mmより小さい、約6mmより小さい、約7mmより小さい、約8mmより小さい、約9mmより小さい、約10mmより小さい、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In some embodiments, the final sample thickness is less than about 0.5 μm (micrometer), less than about 1 μm, less than about 1.5 μm, less than about 2 μm, less than about 4 μm, about 6 μm. Less than about 8 μm, less than about 10 μm, less than about 12 μm, less than about 14 μm, less than about 16 μm, less than about 18 μm, less than about 20 μm, less than about 25 μm, less than about 30 μm, about 35 μm Less than, less than about 40 μm, less than about 45 μm, less than about 50 μm, less than about 55 μm, less than about 60 μm, less than about 70 μm, less than about 80 μm, less than about 90 μm, less than about 100 μm, about 110 μm Less than, less than about 120 μm, less than about 140 μm, less than about 160 μm, less than about 180 μm, less than about 200 μm, less than about 250 μm, less than about 300 μm, less than about 350 μm, less than about 400 μm, about 450 μm Smaller than about 500 μm, smaller than about 550 μm, smaller than about 600 μm, smaller than about 650 μm, smaller than about 700 μm, smaller than about 800 μm, smaller than about 900 μm, smaller than about 1000 μm (1 mm), about 1.5 mm Less than, less than about 2 mm, less than about 2.5 mm, less than about 3 mm, less than about 3.5 mm, less than about 4 mm, less than about 5 mm, less than about 6 mm, less than about 7 mm, less than about 8 mm Small, less than about 9 mm, less than about 10 mm, or a range between any two of these values.
特定の実施形態において、閉鎖構成における最終的な試料厚さは、0.5μm(マイクロメートル)より小さい、1μmより小さい、5μmより小さい、10μmより小さい、20μmより小さい、30μmより小さい、50μmより小さい、100μmより小さい、200μmより小さい、300μmより小さい、500μmより小さい、800μmより小さい、200μmより小さい、1mm(ミリメートル)より小さい、2mm(ミリメートル)より小さい、4mm(ミリメートル)より小さい、8mm(ミリメートル)より小さい、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In certain embodiments, the final sample thickness in the closed configuration is less than 0.5 μm (micrometer), less than 1 μm, less than 5 μm, less than 10 μm, less than 20 μm, less than 30 μm, less than 50 μm. Less than 100 μm, less than 200 μm, less than 300 μm, less than 500 μm, less than 800 μm, less than 200 μm, less than 1 mm (millimeter), less than 2 mm (millimeter), less than 4 mm (millimeter), 8 mm (millimeter) It is less than or a range between any two of these values.
特定の実施形態において、Q方法は、最終的な試料厚さを均一にさせ、かつ第1のプレート及び第2のプレートの平坦な表面を用いる。 In certain embodiments, the Q method makes the final sample thickness uniform and uses flat surfaces of the first and second plates.
本発明において、試料インキュベーションは、振盪の有無にかかわらず、様々な温度、湿度、気体環境及び様々な持続時間で行われる。 In the present invention, sample incubations are performed with and without shaking at various temperatures, humidities, gaseous environments and for various durations.
インキュベーション時間 段落X1及びX3のいずれかの段落に記載の方法は、ステップ(d)の後、プレートが閉鎖構成にある間に、閉鎖構成でのプレートにより調節される試料の厚さにわたって試料において実体が拡散した時間にある因子をかける時間以下の時間でインキュベートし、次にインキュベーションを停止させるステップをさらに含み、前記インキュベーションにより実体を結合部位に結合することが可能となり、前記因子が0.0001、0.001、0.01、0.1、1、1.1、1.2、1.3、1.5、2、3、4、5、10、100、1000、10,000又はこれらの値の間の任意の範囲である。例えば、因子は1.1で、拡散時間は20秒であれば、インキュベーション時間は22秒以下である。好ましい1つの実施形態において、因子は0.1、1、1.5又はこれらの値の間の任意の範囲である。 Incubation time The method according to any of paragraphs X1 and X3 is carried out after the step (d) in the sample over the thickness of the sample adjusted by the plate in the closed configuration while the plate is in the closed configuration. Further comprising the step of incubating for a period of time less than or equal to the time the factor is applied to the time of diffusion, and then terminating the incubation, said incubation allowing the entity to bind to the binding site, said factor being 0.0001, 0.001, 0.01, 0.1, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 2, 3, 4, 5, 10, 100, 1000, 10,000 or these Any range between values. For example, if the factor is 1.1 and the diffusion time is 20 seconds, the incubation time is 22 seconds or less. In one preferred embodiment, the factor is 0.1, 1, 1.5 or any range between these values.
段落X5のいずれかの段落に記載の方法は、ステップ(d)の後、プレートが閉鎖構成にある間に、実体が閉鎖構成にある間のプレートにより調節される試料の厚さにわたって試料全体に拡散した時間にある因子をかける時間以下の時間でインキュベーションし、次にインキュベーションを停止させるステップをさらに含み、前記インキュベーションにより実体を結合部位に結合することが可能となり、前記因子が0.0001、0.001、0.01、0.1、1、1.1、1.2、1.3、1.5、2、3、4、5、10、100、1000、10,000又はこれらの値の間の任意の範囲である。例えば、因子は1.1で、拡散時間は20秒であれば、インキュベーション時間は22秒以下である。好ましい1つの実施形態において、因子は0.1、1、1.5又はこれらの値の間の任意の範囲である。 The method according to any one of paragraphs X5 comprises, after step (d), the entire sample over the thickness of the sample being adjusted by the plate while the entity is in the closed configuration while the plate is in the closed configuration. Incubating for a period of time less than or equal to the time the factor is diffused and then terminating the incubation, wherein said incubation allows the entity to bind to the binding site, said factor 0.0001,0 0.001, 0.01, 0.1, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 2, 3, 4, 5, 10, 100, 1000, 10,000 or a value thereof Any range between. For example, if the factor is 1.1 and the diffusion time is 20 seconds, the incubation time is 22 seconds or less. In one preferred embodiment, the factor is 0.1, 1, 1.5 or any range between these values.
段落X1、X3、及びX5のいずれかの段落に記載の方法又は段落X2、X4及びX6のいずれかの段落に記載の装置において、少なくとも1つのスペーサは試料接触領域内に位置する。 In the method described in any of paragraphs X1, X3, and X5 or the apparatus described in any of paragraphs X2, X4, and X6, at least one spacer is located within the sample contact region.
段落X1、X3、及びX5のいずれかの段落に記載の方法又は段落X2、X4及びX6のいずれかの段落に記載の装置において、スペーサは所定のスペーサ間の距離を有する。 In the method of any of paragraphs X1, X3, and X5 or the apparatus of any of paragraphs X2, X4, and X6, the spacers have a predetermined spacer distance.
段落X1、X3、X5のいずれかの段落に記載の方法において、プレートが開放構成にある間のインキュベーションステップをさらに含み、飽和インキュベーション時間は、0.001秒以下、0.01秒以下、0.1秒以下、1秒以下、5秒以下、10秒以下、20秒以下、30秒以下、40秒以下、1分間以下、2分間以下、3分間以下、5分間以下、10分間以下、20分間以下、30分間以下、60分間以下、90分間以下、120分間以下、180分間以下、250分間以下、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 The method of any of paragraphs X1, X3, X5, further comprising an incubation step while the plate is in the open configuration, wherein the saturation incubation time is 0.001 seconds or less, 0.01 seconds or less, 0. 1 second or less, 1 second or less, 5 seconds or less, 10 seconds or less, 20 seconds or less, 30 seconds or less, 40 seconds or less, 1 minute or less, 2 minutes or less, 3 minutes or less, 5 minutes or less, 10 minutes or less, 20 minutes Hereafter, it is 30 minutes or less, 60 minutes or less, 90 minutes or less, 120 minutes or less, 180 minutes or less, 250 minutes or less, or a range between any two of these values.
段落X1、X3、X5のいずれかの段落に記載の方法において、閉鎖構成で減少した試料厚さでの飽和インキュベーション時間は、0.001秒以下、0.01秒以下、0.1秒以下、1秒以下、5秒以下、10秒以下、20秒以下、30秒以下、40秒以下、1分間以下、2分間以下、3分間以下、5分間以下、10分間以下、20分間以下、30分間以下、60分間以下、90分間以下、120分間以下、180分間以下、250分間以下、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 The method of any of Paragraphs X1, X3, X5, wherein the saturation incubation time at a reduced sample thickness in the closed configuration is 0.001 seconds or less, 0.01 seconds or less, 0.1 seconds or less, 1 second or less, 5 seconds or less, 10 seconds or less, 20 seconds or less, 30 seconds or less, 40 seconds or less, 1 minute or less, 2 minutes or less, 3 minutes or less, 5 minutes or less, 10 minutes or less, 20 minutes or less, 30 minutes or less Hereafter, it is 60 minutes or less, 90 minutes or less, 120 minutes or less, 180 minutes or less, 250 minutes or less, or a range between any two of these values.
いくつかの実施形態において、まず捕捉剤を結合部位に固定し、次に試料を結合部位と接触させ、試料中の実体を捕捉剤により捕捉し、最後に検出剤を添加して捕捉された実体と結合し、(例えば、光学方法又は電学方法又は組み合わせにより)検出剤からのシグナルを読み取る。いくつかの実施形態において、捕捉剤及び検出剤外の他の試薬(例えば遮断剤)を添加する。 In some embodiments, the capture agent is first immobilized at the binding site, then the sample is contacted with the binding site, the entity in the sample is captured by the capture agent, and finally the detection agent is added to capture the captured entity. Bind to and read the signal from the detection agent (eg, by optical or electronic methods or combinations). In some embodiments, capture agents and other reagents besides detection agents (eg, blocking agents) are added.
例えばPoCの多くの適用において、追加の試薬を試料に添加するための簡単なかつ/又は低コストの装置及び方法を有することが望ましい。本発明の一態様は、追加の試薬を試料に添加するための簡単なかつ/又は低コストの装置及び方法に関する。添加された追加の試薬は、検出剤、遮断剤、光信号増強剤、光信号消光剤又は他の試薬を含む。本発明のいくつかの実施形態において、同じ位置に貯蔵された試薬の異なる放出時間によりアッセイ過程を制御する。異なる溶解速度を有する他の材料を添加することにより、異なる放出時間を取り付けることができる。 In many PoC applications, for example, it is desirable to have a simple and/or low cost device and method for adding additional reagents to a sample. One aspect of the present invention relates to a simple and/or low cost device and method for adding additional reagents to a sample. Additional reagents added include detection agents, blockers, light signal enhancers, light signal quenchers or other reagents. In some embodiments of the invention, different release times of reagents stored at the same location control the assay process. Different release times can be tailored by adding other materials with different dissolution rates.
特定の実施形態において、試料厚さを制御する(例えば、試料厚さと貯蔵部位面積との比及び/又は混合時間を制御する)ことにより試料に混合された試薬の濃度を制御する。 In certain embodiments, controlling the sample thickness (eg, controlling the ratio of sample thickness to storage site area and/or mixing time) controls the concentration of reagent mixed in the sample.
2. プレート、スペーサ、スケールマーカー、試料厚さの調節
2.1 プレート構成及び試料厚さの調節
開放構成 いくつかの実施形態において、開放構成では、2つのプレート(すなわち、第1のプレート及び第2のプレート)は互いに離れている。特定の実施形態において、2つのプレートは、プレートのすべての操作期間(開放構成及び閉鎖構成を含む)において、一体に接続された1つの側面を有し、2つのプレートの開放及び閉鎖は、本と類似する。いくつかの実施形態において、2つのプレートは、長方形(又は正方形)の形状を有し、プレートのすべての操作期間において接続された2つの長方形の辺を有する。
2. Plates, Spacers, Scale Markers, Adjusting Sample Thickness 2.1 Adjusting Plate Configuration and Sample Thickness Open Configuration In some embodiments, the open configuration provides two plates (ie, a first plate and a first plate and a second plate). The two plates) are separated from each other. In a particular embodiment, the two plates have one side connected together during all operating periods of the plate (including open and closed configurations), and the opening and closing of the two plates is Similar to. In some embodiments, the two plates have a rectangular (or square) shape with two rectangular sides connected during all operating periods of the plate.
いくつかの実施形態において、開放構成は、試料が1対の他のプレートの妨害なしで該1対のプレートの1つに付着するようにプレートが互いに遠く離れている、形態を含む。 In some embodiments, the open configuration includes features in which the plates are far apart from each other such that the sample adheres to one of the pair of plates without interference with the other pair of plates.
いくつかの実施形態において、開放構成は、プレートが互いに遠く離れる形態を含み、その結果として試料が別のプレートが存在しないように1つのプレートに直接付着する。 In some embodiments, the open configuration includes features where the plates are far apart from each other so that the sample is attached directly to one plate so that another plate is not present.
いくつかの実施形態において、開放構成は、1対のプレートの間の距離が少なくとも10nm、少なくとも100nm、少なくとも1000nm、少なくとも0.01cm、少なくとも0.1cm、少なくとも0.5cm、少なくとも1cm、少なくとも2cm、又は少なくとも5cm、又は任意の2つの値の範囲である構成を含む。 In some embodiments, the open configuration has a distance between the pair of plates of at least 10 nm, at least 100 nm, at least 1000 nm, at least 0.01 cm, at least 0.1 cm, at least 0.5 cm, at least 1 cm, at least 2 cm, Or at least 5 cm, or any two value ranges.
いくつかの実施形態において、開放構成は、1対のプレートが異なる向きに配向された形態を含む。いくつかの実施形態において、開放構成は、試料添加を可能にするように構成された1対のプレート間のアクセスギャップを画定する構成を含む。 In some embodiments, the open configuration includes features in which the pair of plates are oriented in different directions. In some embodiments, the open configuration includes a configuration that defines an access gap between a pair of plates configured to allow sample addition.
いくつかの実施形態において、開放構成は、各プレートが試料接触表面を有し、かつプレートが1つの開放構成にある時にプレートの少なくとも1つの接触表面が露出される構成を含む。 In some embodiments, the open configuration includes a configuration in which each plate has a sample contact surface and at least one contact surface of the plate is exposed when the plate is in the open configuration.
閉鎖構成及び試料厚さの調節 本発明において、2つのプレートの閉鎖構成は、2つのプレートの内面間の間隔(すなわち、距離)が2つのプレート間のスペーサにより調節される構成である。プレートの内面(「試料表面」とも呼ばれる)は、CROFプロセスの圧縮ステップの間において、試料と接触し、したがって、閉鎖構成では、試料厚さがスペーサにより調節される。 Closing Configuration and Adjusting Sample Thickness In the present invention, a two plate closing configuration is one in which the spacing (ie distance) between the inner surfaces of the two plates is adjusted by a spacer between the two plates. The inner surface of the plate (also referred to as the "sample surface") contacts the sample during the compression step of the CROF process, thus in the closed configuration the sample thickness is adjusted by the spacer.
プレートを開放構成から閉鎖構成にするプロセスの間において、プレートは互いに対向し(プレートの少なくとも一部が互いに対向し)、かつ力で2つのプレートを一体にする。2つのプレートを開放構成から閉鎖構成にする時に、2つのプレートの内面は、プレートに付着した試料を圧縮して、試料厚さを減少させ(同時に試料は、プレート間に横方向に開放して流れる)、関連のある体積の試料の厚さは、スペーサ、プレート、及び使用される方法、及び試料の機械的/流体的特性によって決定される。所定の試料及び所定のスペーサ、プレート及びプレートプレス法について、閉鎖構成での厚さを予め決定することができる。 During the process of moving the plates from the open configuration to the closed configuration, the plates face each other (at least some of the plates face each other) and force forces the two plates together. When the two plates are moved from the open configuration to the closed configuration, the inner surfaces of the two plates compress the sample attached to the plates to reduce the sample thickness (at the same time the sample is opened laterally between the plates). Flow), the thickness of the relevant volume of the sample is determined by the spacer, the plate, and the method used, and the mechanical/fluid properties of the sample. For a given sample and a given spacer, plate and plate press method, the thickness in the closed configuration can be predetermined.
用語「スペーサによるプレートの内面間の間隔の調節」又は「プレート及びスペーサによる試料厚さの調節」又は「試料厚さはスペーサ及びプレートにより調節される」とは、CROFプロセスにおける試料厚さが所定のプレート、スペーサ、試料及びプレス方法によって決定されることを指す。 The terms "adjusting the spacing between the inner surfaces of the plates with spacers" or "adjusting the sample thickness with plates and spacers" or "the sample thickness is adjusted with spacers and plates" mean that the sample thickness in the CROF process is predetermined. It is determined by the plate, spacer, sample, and pressing method.
いくつかの実施形態において、閉鎖構成で調節された試料厚さはスペーサの高さと同じであり、この場合では、閉鎖構成において、スペーサは、2つのプレートに直接接触する(一方のプレートが、その上にスペーサが固定されたプレートであり、他方のプレートがスペーサと接触するプレートである)。 In some embodiments, the sample thickness adjusted in the closed configuration is the same as the height of the spacer, in which case the spacer is in direct contact with the two plates (one plate The plate on which the spacer is fixed, and the other plate is the plate that contacts the spacer).
特定の実施形態において、閉鎖構成で調節された試料厚さはスペーサの高さより大きく、この場合では、閉鎖構成において、スペーサは、その表面に固定又は取り付けられたスペーサを有するプレートのみに直接接触し、別のプレートと間接的に接触する(すなわち、間接的接触である)。用語のプレート「と間接的に接触する」とは、スペーサとプレートとが「残留試料層」と呼ばれる薄い試料層によって離されていることを指し、その厚さは「残留物の厚さ」と呼ばれる。所定のスペーサ及びプレート、所定のプレートプレス方法及び所定の試料について、残留物の厚さを予め設定して(予め設定とは、閉鎖構成になる前を指す)、閉鎖構成で試料厚さを予め設定する。これは、所定の条件(試料、スペーサ、プレート及び圧力)について、残留層の厚さが同じであり、かつ予め較正及び/又は計算が可能であるためである。調節された試料の厚さは、スペーサの高さに試料の残留物の厚さを加えたものにほぼ等しい。 In a particular embodiment, the sample thickness adjusted in the closed configuration is greater than the height of the spacer, in which case in the closed configuration the spacer directly contacts only the plate having the spacer fixed or attached to its surface. , Indirectly contacting another plate (ie, indirect contact). The term "indirect contact with" the plate means that the spacer and the plate are separated by a thin sample layer called the "residual sample layer", the thickness of which is referred to as the "residual thickness". be called. For a given spacer and plate, a given plate pressing method and a given sample, the thickness of the residue is preset (presetting means before the closed configuration), and the sample thickness is preset in the closed configuration. Set. This is because for a given condition (sample, spacer, plate and pressure) the thickness of the residual layer is the same and can be pre-calibrated and/or calculated. The adjusted sample thickness is approximately equal to the spacer height plus the thickness of the sample residue.
多くの実施形態において、柱のサイズ及び形状は、使用前に予め特徴付けられる(すなわち、予め設定される)。予め設定された情報は、試料体積(又は関連のある体積)及び他のものの決定のような後続きのアッセイに使用される。 In many embodiments, the post size and shape are pre-characterized (ie, preset) prior to use. The preset information is used in subsequent assays such as determination of sample volume (or relevant volume) and others.
いくつかの実施形態において、試料厚さの調節は、プレートの間の距離を維持するようにプレートに閉鎖(圧縮)力を加えることを含む。 In some embodiments, adjusting the sample thickness comprises applying a closing (compressing) force to the plates to maintain the distance between the plates.
いくつかの実施形態において、試料厚さの調節は、スペーサによってプレートの間の距離を確立すること、プレートに加えられた閉鎖力、試料の物理的特性を含み、試料の物理的特性は、好ましくは粘度及び圧縮性を含む。 In some embodiments, adjusting the sample thickness includes establishing a distance between the plates by a spacer, a closing force applied to the plates, a physical property of the sample, and the physical property of the sample is preferably Includes viscosity and compressibility.
2.2 プレート
本発明において、一般的に、CROFのプレートは、(i)スペーサとともに試料の一部又は全部の体積の厚さを調節するために用いることができ、(ii)試料に、アッセイに、又はプレートが達成しようとする目標に顕著な悪影響を及ぼさないという材料で製造される。しかし、特定の実施形態において、特定の材料(したがってその特性)は特定の目的を達成するようにプレートに用いられる。
2.2 Plate In the present invention, in general, a plate of CROF can be used (i) together with a spacer to control the thickness of part or all of the volume of the sample, and (ii) the sample to be assayed. Or made of a material that does not have a significant adverse effect on the goals the plate is trying to achieve. However, in certain embodiments, a particular material (and thus its properties) is used in the plate to achieve a particular purpose.
いくつかの実施形態において、2つのプレートは、プレート材料、プレートの厚さ、プレートの形状、プレートの面積、プレートの可撓性、プレートの表面特性及びプレートの光透過性の各パラメータに対して同じ又は異なるパラメータを有する。 In some embodiments, the two plates are for each parameter of plate material, plate thickness, plate shape, plate area, plate flexibility, plate surface characteristics and plate light transmission. Have the same or different parameters.
プレートの材料 プレートは、単一材料、複合材料、多種の材料、多層の材料、合金又はその組み合わせで製造される。プレートに用いられる各材料は、無機材料、有機材料又は混合物であり、材料の例は、Mat−1及びMat−2の段落で説明される。 Plate Materials Plates are made of single materials, composite materials, multiple materials, multiple layers of materials, alloys or combinations thereof. Each material used for the plate is an inorganic material, an organic material or a mixture, examples of the materials are described in the paragraphs Mat-1 and Mat-2.
Mat−1.プレートに用いられる無機材料は、ガラス、石英、酸化物、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化ハフニウム(HfO)、酸化アルミニウム(AIO)、半導体(シリコン、GaAs、GaNなど)、金属(例えば、金、銀、銅、アルミニウム、チタン、ニッケルなど)、セラミック又はそれらの任意の組み合わせを含むが、これらに限られない。 Mat-1. Inorganic materials used for the plates include glass, quartz, oxides, silicon dioxide, silicon nitride, hafnium oxide (HfO), aluminum oxide (AIO), semiconductors (silicon, GaAs, GaN, etc.), metals (eg gold, silver). , Copper, aluminum, titanium, nickel, etc.), ceramics or any combination thereof.
Mat−2スペーサに用いられる有機材料は、ポリマー(例えば、プラスチック)又はアモルファス有機材料を含むが、これらに限られない。スペーサに用いられるポリマー材料は、アクリレートポリマー、ビニルポリマー、オレフィンポリマー、セルロースポリマー、非セルロースポリマー、ポリエステルポリマー、ナイロン、環状オレフィンコポリマー(COC)、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、環状オレフィンポリマー(COP)、液晶ポリマー(LCP)、ポリアミド(PA)、ポリエチレン(PE)、ポリイミド(PI)、ポリプロピレン(PP)、ポリ(フェニレンエーテル)(PPE)、ポリスチレン(PS)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリ(エチレンフタレート)(PET)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、フッ素化エチレンプロピレン(FEP)、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、ゴム、又はそれらの任意の組み合わせを含むが、これらに限られない。 Organic materials used for Mat-2 spacers include, but are not limited to, polymers (eg, plastics) or amorphous organic materials. The polymer material used for the spacer is an acrylate polymer, a vinyl polymer, an olefin polymer, a cellulosic polymer, a non-cellulosic polymer, a polyester polymer, nylon, a cyclic olefin copolymer (COC), poly(methyl methacrylate) (PMMA), polycarbonate (PC), Cyclic olefin polymer (COP), liquid crystal polymer (LCP), polyamide (PA), polyethylene (PE), polyimide (PI), polypropylene (PP), poly(phenylene ether) (PPE), polystyrene (PS), polyoxymethylene (POM), polyether ether ketone (PEEK), polyether sulfone (PES), poly(ethylene phthalate) (PET), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene fluoride (PVDF), Include, but are not limited to, polybutylene terephthalate (PBT), fluorinated ethylene propylene (FEP), perfluoroalkoxy alkanes (PFA), polydimethyl siloxane (PDMS), rubber, or any combination thereof.
いくつかの実施態様において、プレートは、それぞれ、ガラス、プラスチック、セラミック及び金属のうちの少なくとも1つで製造される。いくつかの実施態様において、プレートは、それぞれ、ガラス、プラスチック、セラミック及び金属のうちの少なくとも1つを含む。 In some embodiments, the plates are each made of at least one of glass, plastic, ceramic and metal. In some embodiments, the plates each include at least one of glass, plastic, ceramic and metal.
いくつかの実施形態において、1つのプレートは、側面積、厚さ、形状、材料、又は表面処理について、他のプレートと異なる。いくつかの実施形態において、1つのプレートは、側面積、厚さ、形状、材料、又は表面処理について、他のプレートと同じである。 In some embodiments, one plate differs from other plates in side area, thickness, shape, material, or surface treatment. In some embodiments, one plate is the same as the other plate in terms of side area, thickness, shape, material, or surface treatment.
スペーサに用いられる材料は、剛性、可撓性、又は両者の中間の任意の可撓性である。剛度(すなわち、硬度)又は可撓性は、プレートを閉鎖構成にする際に使用される圧力に関連している。 The material used for the spacer is rigid, flexible, or any flexible in between. Rigidity (ie, hardness) or flexibility is related to the pressure used in placing the plate in the closed configuration.
いくつかの実施形態において、剛性又は可撓性プレートの選択は、閉鎖構成での試料厚さの均一性を制御する要件から決定される。 In some embodiments, the choice of rigid or flexible plate is determined from the requirements of controlling sample thickness uniformity in the closed configuration.
いくつかの実施態様において、2つのプレートのうちの少なくとも1つ(光に対して)は透明である。いくつかの実施態様において、1つのプレート又は2つのプレートの少なくとも一部又は複数の部分は透明である。いくつかの実施形態において、プレートは非透明である。 In some embodiments, at least one of the two plates (for light) is transparent. In some embodiments, at least a portion or portions of one plate or two plates are transparent. In some embodiments, the plate is non-transparent.
プレートの厚さ いくつかの実施形態において、少なくとも1つのプレートの平均厚さは、2nm以下、10nm以下、100nm以下、500nm以下、1000nm以下、2μm(マイクロメートル)以下、5μm以下、10μm以下、20μm以下、50μm以下、100μm以下、150μm以下、200μm以下、300μm以下、500μm以下、800μm以下、1mm(ミリメートル)以下、2mm以下、3mm以下、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 Plate Thickness In some embodiments, the average thickness of at least one plate is 2 nm or less, 10 nm or less, 100 nm or less, 500 nm or less, 1000 nm or less, 2 μm (micrometer) or less, 5 μm or less, 10 μm or less, 20 μm. Hereinafter, it is 50 μm or less, 100 μm or less, 150 μm or less, 200 μm or less, 300 μm or less, 500 μm or less, 800 μm or less, 1 mm (millimeter) or less, 2 mm or less, 3 mm or less, or a range between any two of these values.
いくつかの実施形態において、少なくとも1つのプレートの平均厚さは、最大3mm(ミリメートル)、最大5mm、最大10mm、最大20mm、最大50mm、最大100mm、最大500mm、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In some embodiments, at least one plate has an average thickness of up to 3 mm (millimeters), up to 5 mm, up to 10 mm, up to 20 mm, up to 50 mm, up to 100 mm, up to 500 mm, or any two of these values. It is the range between.
いくつかの実施形態において、プレートの厚さは、プレート全体にわたって均一ではない。異なる位置で異なるプレートの厚さを用いて、プレート湾曲、折り畳み、試料厚さの調節などを制御するために用いることができる。 In some embodiments, the plate thickness is not uniform across the plate. Different plate thicknesses at different locations can be used to control plate curvature, folding, sample thickness adjustment, and the like.
プレートの形状及び面積 一般的に、プレートは、形状が試料の圧縮開放流れ及び試料厚さの調節を可能にする限り、任意の形状を有することができる。しかしながら、特定の実施形態において、特定の形状が有利であってもよい。プレートの形状は、円形、楕円形、長方形、三角形、多角形、環状又はこれらの形状の任意の重なりであってもよい。 Plate Shape and Area In general, the plate can have any shape so long as the shape allows for controlled open flow of the sample and sample thickness. However, in certain embodiments, certain shapes may be advantageous. The shape of the plates may be circular, oval, rectangular, triangular, polygonal, annular or any overlap of these shapes.
いくつかの実施形態において、2つのプレートは、同じ又は異なるサイズ又は形状を有してもよい。プレートの面積は、その適用によって異なる。プレートの面積は、最大1mm2(平方ミリメートル)、最大10mm2、最大100mm2、最大1cm2(平方センチメートル)、最大5cm2、最大10cm2、最大100cm2、最大500cm2、最大1000cm2、最大5000cm2、最大10,000cm2、又は10,000cm2以上、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。プレートの形状は、長方形、正方形、円形、又は他の形状であってもよい。 In some embodiments, the two plates may have the same or different sizes or shapes. The area of the plate depends on its application. The area of the plate is maximum 1 mm 2 (square millimeter), maximum 10 mm 2 , maximum 100 mm 2 , maximum 1 cm 2 (square cm), maximum 5 cm 2 , maximum 10 cm 2 , maximum 100 cm 2 , maximum 500 cm 2 , maximum 1000 cm 2 , maximum 5000 cm. 2 , up to 10,000 cm 2 , or 10,000 cm 2 or more, or a range between any two of these values. The shape of the plate may be rectangular, square, circular, or other shape.
特定の実施形態において、プレートのうちの少なくとも1つは、幅、厚さ、及び長さを有するベルト(又はストリップ)の形式である。幅は、最大0.1cm(センチメートル)、最大0.5cm、最大1cm、最大5cm、最大10cm、最大50cm、最大100cm、最大500cm、最大1000cm、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。長さは、必要な長さにすることができる。ベルトはロール状に巻くことができる。 In certain embodiments, at least one of the plates is in the form of a belt (or strip) having a width, thickness, and length. Width is 0.1 cm (centimeter) maximum, 0.5 cm maximum, 1 cm maximum, 5 cm maximum, 10 cm maximum, 50 cm maximum, 100 cm maximum, 500 cm maximum, 1000 cm maximum, or a range between any two of these values. Is. The length can be as long as desired. The belt can be wound in a roll.
プレート表面の平坦度 多くの実施形態において、プレートの内面は、平坦又は非常に平坦な平面である。特定の実施形態においては、2つの内面は、閉鎖構成において、互いに平行である。平坦な内面は、閉鎖構成で所定のスペーサの高さのみを用いることによって、試料厚さの定量化及び/又は制御を容易にする。プレートの非平坦な内面については、閉鎖構成での試料厚さを定量化及び/又は制御するように、スペーサの高さだけでなく、内面のトポロジーを正確に知る必要がある。表面トポロジーを知るためには、追加の測定及び/又は補正が必要であり、これは複雑で時間がかかり、コストが高い。 Plate Surface Flatness In many embodiments, the inner surface of the plate is a flat or very flat surface. In certain embodiments, the two inner surfaces are parallel to each other in the closed configuration. The flat inner surface facilitates quantification and/or control of sample thickness by using only a predetermined spacer height in the closed configuration. For the non-planar inner surface of the plate, it is necessary to know exactly the topography of the inner surface, as well as the spacer height, so as to quantify and/or control the sample thickness in the closed configuration. Knowing the surface topology requires additional measurements and/or corrections, which is complicated, time consuming and costly.
プレート表面の平坦度は、最終的な試料厚さ(最終的な厚さは、閉鎖構成での厚さである)について、一般的に、最終的な試料厚さに対するプレート表面の平坦度変動値の比である「相対的な表面の平坦度」という用語によって特徴付けられる。 Plate surface flatness is generally the plate surface flatness variation for the final sample thickness (final thickness is the thickness in the closed configuration) relative to the final sample thickness. Is characterized by the term "relative surface flatness".
いくつかの実施形態において、相対表面は、0.01%、0.1%より小さい、0.5%より小さい、1%より小さい、2%より小さい、5%より小さい、10%より小さい、20%より小さい、30%より小さい、50%より小さい、70%より小さい、80%より小さい、100%より小さい、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In some embodiments, the relative surfaces are 0.01%, less than 0.1%, less than 0.5%, less than 1%, less than 2%, less than 5%, less than 10%, Less than 20%, less than 30%, less than 50%, less than 70%, less than 80%, less than 100%, or a range between any two of these values.
プレート表面の平行度 いくつかの実施形態において、プレートの2つの表面は、顕著に互いに平行である。特定の実施形態において、プレートの2つの表面は、互いに平行ではない。 Plate Surface Parallelism In some embodiments, the two surfaces of the plate are significantly parallel to each other. In certain embodiments, the two surfaces of the plate are not parallel to each other.
プレートの可撓性 いくつかの実施形態において、CROFプロセスの圧縮下で、プレートは可撓性である。いくつかの実施形態において、CROFプロセスの圧縮下で、2つのプレートはいずれも可撓性である。いくつかの実施形態において、CROFプロセスの圧縮下で、1つのプレートは剛性であり、別のプレートは、可撓性である。いくつかの実施形態において、2つのプレートはいずれも剛性である。いくつかの実施形態において、2つのプレートはいずれも可撓性であるが、可撓性が異なる。 Plate Flex In some embodiments, the plate is flexible under compression of the CROF process. In some embodiments, under compression of the CROF process, the two plates are both flexible. In some embodiments, under compression of the CROF process, one plate is rigid and another is flexible. In some embodiments, both plates are rigid. In some embodiments, the two plates are both flexible, but different in flexibility.
プレートの光学的透明度 いくつかの実施形態において、プレートは光学的透明である。いくつかの実施形態において、2つのプレートはいずれも光学的透明である。いくつかの実施形態において、1つのプレートは光学的透明であり、別のプレートは非透明である。いくつかの実施形態において、2つのプレートはいずれも非透明である。いくつかの実施形態において、2つのプレートはいずれも光学的透明であるが、光学的透明度が異なる。プレートの光学的透明度とは、プレートの一部の又は全体領域を指す。 Plate Optical Clarity In some embodiments, the plate is optically transparent. In some embodiments, both plates are optically transparent. In some embodiments, one plate is optically transparent and another plate is non-transparent. In some embodiments, both plates are non-transparent. In some embodiments, the two plates are both optically transparent, but have different optical clarity. The optical clarity of a plate refers to some or the entire area of the plate.
表面の濡れ性 いくつかの実施形態において、プレートは、試料、移送液体、又は両者を湿潤させる(すなわち、接触角が90度未満である)内面を有する。いくつかの実施形態において、2つのプレートは、いずれも、試料、移送液体、又は両者を湿潤させ、同じ又は異なる濡れ性を備える内面を有する。いくつかの実施形態において、1つのプレートは、試料、移送液体、又は両者を湿潤させる内面を有し、別のプレートは、湿潤しない内面を有する(すなわち、接触角が90度以上である)。プレートの内面の湿潤とは、プレートの一部の又は全体領域を指す。 Surface Wettability In some embodiments, the plate has an inner surface that wets the sample, the transfer liquid, or both (ie, the contact angle is less than 90 degrees). In some embodiments, the two plates both have an inner surface that wets the sample, the transfer liquid, or both, and has the same or different wettability. In some embodiments, one plate has an inner surface that wets the sample, the transfer liquid, or both, and another plate has a non-wetting inner surface (ie, a contact angle of 90 degrees or greater). Wetting of the inner surface of the plate refers to some or the entire area of the plate.
いくつかの実施形態において、プレートの内面は、CROF期間において試料の横方向流動を制御するための他のナノ又はマイクロ構造を有する。ナノ又はマイクロ構造は、チャネル、ポンプなどを含むが、これらに限られない。ナノ及びマイクロ構造も、内面の湿潤特性を制御するために用いられる。 In some embodiments, the inner surface of the plate has other nano or microstructures for controlling the lateral flow of the sample during CROF. Nano- or microstructures include, but are not limited to, channels, pumps, etc. Nano and microstructures are also used to control the wetting properties of the inner surface.
2.3 スペーサ
スペーサの機能 本発明において、スペーサは、以下の機能及び特性のうちの一種又は任意の組み合わせを有するように構成され、スペーサは、(1)プレートとともに、試料の厚さ又は試料の関連のある体積を制御する(好ましくは、関連のある領域にわたる厚さ制御は正確もしくは均一的であるか、又は両方である)ように、(2)試料がプレート表面に圧縮調節開放流れ(CROF)を有することを可能にするように、(3)所定の試料領域(体積)において大きな表面積(体積)を占用しないように、(4)試料中の粒子又は分析物の沈降効果を減少させるか又は向上させるように、(5)プレートの内表面の湿潤特性を変更及び/又は制御するように、(6)プレートの位置、サイズのスケール、及び/又はプレートの関連情報を識別すること、或いは(7)上記任意の組み合わせを行うように、構成される。
2.3 Spacer Function of Spacer In the present invention, the spacer is configured to have one or any combination of the following functions and characteristics, and the spacer includes (1) the plate, the thickness of the sample or the sample. (2) The sample is compressed controlled open flow (CROF) to the plate surface to control the volume of interest (preferably the thickness control over the area of interest is accurate and/or uniform). (3) does not occupy a large surface area (volume) in a given sample area (volume), (4) reduces the sedimentation effect of particles or analytes in the sample? Or (5) to modify and/or control the wetting characteristics of the inner surface of the plate, (6) to identify the position of the plate, the size scale, and/or relevant information of the plate, or (7) It is configured to perform the above arbitrary combination.
スペーサアーキテクチャ及び形状 所望の試料厚さの減少と制御を実現するために、特定の実施形態において、スペーサが、その対応するプレート上に固定される。一般的には、スペーサは、任意の形状を有してもよく、スペーサは、CROFプロセスにおいて試料厚さを調節することができる限り、一定の形状が、一定の機能、例えば、より優れた均一性、プレス時のより少ないのオーバーシュート等の実現に対して好ましい。 Spacer Architecture and Shape In order to achieve the desired sample thickness reduction and control, in certain embodiments, spacers are fixed on their corresponding plates. In general, the spacers may have any shape, and as long as the spacer can adjust the sample thickness in the CROF process, a certain shape has a certain function, eg, better uniformity. It is preferable for the realization of the characteristics, such as less overshoot at the time of pressing.
スペーサは、1つのスペーサ又は複数のスペーサである。(例えば、アレイ)。複数のスペーサに係るいくつかの実施形態は、スペーサ(例えば、柱体)のアレイであり、そのうちスペーサ間の距離は、周期的であるもしくは非周期的であるか、又はプレートの一定の領域において周期的であるもしくは非周期的であるか、又はプレートの異なる領域において異なる距離を有する。 The spacer is one spacer or a plurality of spacers. (Eg array). Some embodiments of multiple spacers are arrays of spacers (eg, columns), where the distance between the spacers is periodic or aperiodic, or in certain areas of the plate. It is periodic or aperiodic or has different distances in different areas of the plate.
スペーサは、開放スペーサと密閉スペーサという二種類のタイプを有する。開放スペーサは、試料がスペーサを通って流れることを可能にするスペーサ(すなわち、試料がスペーサの周囲を流れて通過する。例えば、スペーサとしてのポスト)であり、密閉スペーサは、試料の流れを止めるスペーサ(すなわち、試料がスペーサから流れ出すことができない。例えば、環状スペーサであり、試料が環内にある)である。両方のタイプのスペーサは、その高さを用いて閉鎖構成における最終的な試料厚さを調節する。 Spacers come in two types: open spacers and closed spacers. The open spacers are spacers that allow the sample to flow through the spacers (ie, the sample flows around and passes around the spacers, eg, posts as spacers) and the closed spacers stop the sample flow. A spacer (ie, the sample cannot flow out of the spacer, eg, an annular spacer and the sample is in the annulus). Both types of spacers use their height to adjust the final sample thickness in the closed configuration.
いくつかの実施形態において、スペーサは、開放スペーサのみがある。いくつかの実施形態において、スペーサは、密閉スペーサのみがある。いくつかの実施形態において、スペーサは、開放スペーサと密閉スペーサの組み合わせである。 In some embodiments, the spacers are open spacers only. In some embodiments, the spacers are closed spacers only. In some embodiments, the spacer is a combination of open and closed spacers.
用語「柱状スペーサ」は、スペーサが柱形状を呈することを意味し、柱形状とは、高さ及び横方向形状を有する物体を指し、この高さ及び横方向形状によって圧縮開放流れ中にその周囲を試料が流れることが可能になる。 The term "columnar spacer" means that the spacer exhibits a columnar shape, which refers to an object having a height and a lateral shape, the height and the lateral shape of which surrounds it during compression open flow. Through which the sample can flow.
いくつかの実施形態において、柱状スペーサの横方向形状は、(i)円形、楕円形、矩形、三角形、多角形、環形、星形、英文字形(例えば、L形、C形、英文字A〜Z)、数字形(例えば、0、1、2、3、4、…9等の形状)、(ii)少なくとも1つの丸い角を有するグループ(i)における形状、(iii)ジグザグ形又はすき放し縁を有するグループ(i)における形状、及び(iv)(i)と(ii)と(iii)との任意の重ね合わせ、というグループにおける形状から選択される。複数のスペーサについて、異なるスペーサは、異なる横方向形状とサイズ及び隣接するスペーサの異なる距離を有してもよい。 In some embodiments, the lateral shape of the columnar spacers is (i) circular, oval, rectangular, triangular, polygonal, ring-shaped, star-shaped, letter-shaped (eg, L-shaped, C-shaped, letter A-A). Z), a numeral shape (for example, a shape such as 0, 1, 2, 3, 4,... 9), (ii) a shape in the group (i) having at least one rounded corner, (iii) a zigzag shape or a free space. The shape in the group (i) with edges and the shape in the group (iv) (i) and (ii) and (iii) any superposition. For multiple spacers, the different spacers may have different lateral shapes and sizes and different distances between adjacent spacers.
いくつかの実施形態において、スペーサは、ポスト状、円柱状、ビーズ状、ボール状、及び/又は他の適切な幾何学形状であってもよくかつ/又はこれらを含んでもよい。スペーサの横方向形状及び寸法(すなわち、それぞれのプレート表面を横断する)は、いくつかの実施形態において、(i)スペーサの幾何学形状が試料厚さ及び体積を測定する時に明らかな誤差を引き起こさず、かつ(ii)スペーサの幾何学形状がプレート間の試料の流れ出しを止めない(すなわち、密閉した形態ではない)、という制限を有する以外、任意であってもよい。しかしながら、いくつかの実施形態において、試料フローを制限するための、密閉スペーサであるいくつかのスペーサが必要とされる。 In some embodiments, the spacers may be and/or include posts, cylinders, beads, balls, and/or other suitable geometric shapes. The lateral shape and dimensions of the spacers (ie, across their respective plate surfaces), in some embodiments, (i) the geometry of the spacers causes obvious errors when measuring sample thickness and volume. And (ii) the spacer geometry has the limitation that it does not stop the flow of sample between the plates (ie, it is not in a closed form). However, in some embodiments, some spacers, which are hermetically sealed spacers, are needed to limit sample flow.
いくつかの実施形態において、スペーサの形状は、丸い角を有する。例えば、1つの矩形のスペーサは、1つ、いくつか、もしくはすべてが丸い角を有するか、又は全ての角が丸い角(円形に似ているが90度角ではない)である。一般的には、丸い角により、スペーサの製造が容易になり、生物学的材料への損害を小さくする場合もある。 In some embodiments, the spacer shape has rounded corners. For example, one rectangular spacer has one, some, or all rounded corners, or all corners are rounded corners (similar to a circle but not 90 degree corners). In general, rounded corners may facilitate spacer manufacture and may reduce damage to biological material.
柱の側壁は、直線状、湾曲状、傾斜状であるか、あるいは側壁の部分によって異なる形状を有してもよい。いくつかの実施形態において、スペーサは、様々な横方向形状、側壁及び柱の高さと柱の側面積との比を有する柱状のものである。 The sidewalls of the pillars may be straight, curved, sloping, or have different shapes depending on the portions of the sidewalls. In some embodiments, the spacers are pillars having various lateral shapes, sidewalls and pillar height to pillar side area ratios.
1つの好ましい実施形態において、スペーサは、開放流れを可能にする柱状を有する。 In one preferred embodiment, the spacer has a post that allows open flow.
スペーサの材料 本発明において、スペーサは、通常、2つのプレートとともに関連のある体積の試料の厚さを調節するために使用できる任意材料で製造される。いくつかの実施形態において、スペーサの材料とプレートの材料とは異なる。いくつかの実施形態において、スペーサに使用される材料は、少なくとも1つのプレートに使用される材料の一部と少なくとも同じである。 Spacer Material In the present invention, the spacer is typically made of any material that can be used with two plates to adjust the thickness of a sample of related volume. In some embodiments, the spacer material and the plate material are different. In some embodiments, the material used for the spacer is at least the same as some of the material used for the at least one plate.
スペーサは、単一材料、複合材料、多種の材料、多層の材料、合金、又はそれら組み合わせで製造される。プレートに使用される材料は、無機材料、有機材料、又はその組み合わせであり、その材料の例については段落Mat−1及びMat−2で説明する。1つの好ましい実施形態において、スペーサは、CROFに使用されるプレートの材料と同じ材料で製造される。 The spacer is made of a single material, a composite material, multiple materials, multiple layers of material, alloys, or combinations thereof. The material used for the plate is an inorganic material, an organic material, or a combination thereof, examples of which are described in paragraphs Mat-1 and Mat-2. In one preferred embodiment, the spacers are made of the same material as the plates used in CROF.
スペーサの機械的強度及び可撓性 いくつかの実施形態において、スペーサは、機械的強度が十分に高いので、プレートの圧縮及び閉鎖構成過程では、スペーサの高さが開放構成にある時のプレートの高さと同じであるか、又は実質的に同じである。いくつかの実施形態において、開放構成と閉鎖構成にある、スペーサの間の差異は、特徴付けられるか、又は予め決定されてもよい。 Mechanical Strength and Flexibility of Spacers In some embodiments, the spacers are sufficiently mechanically strong that during the plate compressing and closing configuration process, the spacer height of the plate when in the open configuration is increased. It is the same as or substantially the same as the height. In some embodiments, the difference between the spacers in the open and closed configurations may be characterized or predetermined.
スペーサに使用される材料は、剛性、可撓性、又は両者の中間の任意の可撓性であってもよい。剛性は、プレートを閉鎖構成にするプレス力に関連し、該プレス力で、空間高さが1%未満変形すると、スペーサが剛性であると考えられ、そうでなければ、可撓性であると考えられる。スペーサが可撓性材料で製造される場合に、プレス力及びスペーサの機械的強度に基づいて、閉鎖構成にある最終的な試料の厚さを依然として予め決定することができる。 The material used for the spacer may be rigid, flexible, or any flexible in between. Rigidity is related to the pressing force that places the plate in a closed configuration, at which the spacer is considered rigid when the spatial height is deformed by less than 1%, and otherwise flexible. Conceivable. If the spacer is made of a flexible material, the final sample thickness in the closed configuration can still be predetermined based on the pressing force and the mechanical strength of the spacer.
試料内のスペーサ 試料厚さに対する所望の低減と制御を達成するために、特に、優れた試料厚さ均一性を達成するために、特定の実施形態において、スペーサは試料内又は関連のある体積の試料内に載置される。いくつかの実施形態において、試料又は関連のある体積の試料内に、適切なスペーサ間の距離で、1つ以上のスペーサが存在する。特定の実施形態において、スペーサのうちの少なくとも1つは試料内に位置し、スペーサのうちの少なくとも2つは試料内又は関連のある体積の試料内に位置するか、又は少なくとも「n」個のスペーサは試料内又は関連のある体積の試料内に位置し、ここで、「n」が、CROF間の試料厚さ均一性又は必要とされる試料流れ特性によって決定される。 Spacers within the Sample In order to achieve the desired reduction and control over the sample thickness, and in particular, to achieve excellent sample thickness uniformity, in certain embodiments, the spacers are within the sample or of the relevant volume. It is placed in the sample. In some embodiments, there are one or more spacers within the sample or related volume of sample, with an appropriate distance between the spacers. In certain embodiments, at least one of the spacers is located in the sample and at least two of the spacers are located in the sample or in a relevant volume of the sample, or at least "n" The spacers are located in the sample or in the relevant volume of the sample, where "n" is determined by sample thickness uniformity between CROFs or required sample flow characteristics.
スペーサ高さ いくつかの実施形態において、全てのスペーサは、同じ所定の高さを有する。いくつかの実施形態において、スペーサは、異なる所定の高さを有する。いくつかの実施形態において、スペーサは、グループ又は領域に分けられ、そのうち、各グループ又は領域がそれぞれのスペーサ高さを有する。また、特定の実施形態において、スペーサは、所定の高さが、スペーサの平均高さである。いくつかの実施形態において、スペーサは、実質的に同じ高さを有する。いくつかの実施形態において、一定の百分率の数のスペーサは、同じ高さを有する。 Spacer Height In some embodiments, all spacers have the same predetermined height. In some embodiments, the spacers have different predetermined heights. In some embodiments, the spacers are divided into groups or regions, with each group or region having a respective spacer height. Also, in certain embodiments, the spacer is such that the predetermined height is the average height of the spacer. In some embodiments, the spacers have substantially the same height. In some embodiments, the percentage of spacers have the same height.
スペーサの高さは、所望の調節された最終的な試料厚さ及び残留試料厚さによって選択される。スペーサの高さ(所定のスペーサの高さ)及び/又は試料の厚さは、3nm以下、10nm以下、50nm以下、100nm以下、200nm以下、500nm以下、800nm以下、1000nm以下、1μm以下、2μm以下、3μm以下、5μm以下、10μm以下、20μm以下、30μm以下、50μm以下、100μm以下、150μm以下、200μm以下、300μm以下、500μm以下、800μm以下、1mm以下、2mm以下、4mm以下、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 The height of the spacers is selected according to the desired adjusted final sample thickness and residual sample thickness. The spacer height (predetermined spacer height) and/or sample thickness is 3 nm or less, 10 nm or less, 50 nm or less, 100 nm or less, 200 nm or less, 500 nm or less, 800 nm or less, 1000 nm or less, 1 μm or less, 2 μm or less. 3 μm or less, 5 μm or less, 10 μm or less, 20 μm or less, 30 μm or less, 50 μm or less, 100 μm or less, 150 μm or less, 200 μm or less, 300 μm or less, 500 μm or less, 800 μm or less, 1 mm or less, 2 mm or less, 4 mm or less, or these values Is a range between any two.
スペーサの高さ及び/又は試料の厚さは、1つの好ましい実施形態において、1nm〜100nmの間にあり、別の好ましい実施形態において、100nm〜500nmの間にあり、1つの単独な好ましい実施形態において、500nm〜1000nmの間にあり、別の好ましい実施形態において、1μm(すなわち、1000nm)〜2μmの間にあり、別の好ましい実施形態において、2μm〜3μmの間にあり、別の好ましい実施形態において、3μm〜5μmの間にあり、別の好ましい実施形態において、5μm〜10μmの間にあり、別の好ましい実施形態において、10μm〜50μmの間にあり、1つの単独な好ましい実施形態において、50μm〜100μmの間にある。 The spacer height and/or sample thickness is in one preferred embodiment between 1 nm and 100 nm, in another preferred embodiment between 100 nm and 500 nm, one single preferred embodiment. , Between 500 nm and 1000 nm, in another preferred embodiment between 1 μm (ie 1000 nm) and 2 μm, in another preferred embodiment between 2 μm and 3 μm, another preferred embodiment , Between 3 μm and 5 μm, in another preferred embodiment, between 5 μm and 10 μm, in another preferred embodiment, between 10 μm and 50 μm, in one single preferred embodiment, 50 μm ˜100 μm.
いくつかの実施形態において、スペーサ高さ及び/又は試料厚さは、(i)分析物の最小寸法に等しいかもしくはそれよりわずかに大きいか、又は(ii)分析物の最大寸法に等しいかもしくはそれよりわずかに大きい。「わずかに大きい」は、約1%〜5%大きく、2つの値の間の任意の数であることを意味する。 In some embodiments, the spacer height and/or sample thickness is (i) equal to or slightly greater than the minimum dimension of the analyte, or (ii) equal to the maximum dimension of the analyte, or Slightly larger than that. "Slightly greater" means about 1% to 5% greater and any number between two values.
いくつかの実施形態において、スペーサ高さ及び/又は試料厚さは、分析物(例えば、異向性形状を有する分析物)の最小寸法よりも大きいが、分析物の最大寸法よりも小さい。 In some embodiments, the spacer height and/or sample thickness is greater than the minimum dimension of the analyte (eg, an analyte having an anisotropy shape) but less than the maximum dimension of the analyte.
例えば、赤血球は、最小寸法が2μm(ディスク厚さ)で、最大寸法が11μm(ディスク直径)であるディスク形状を有する。本発明の1つの実施形態において、スペーサは、関連のある領域内にあるプレートの内表面間隔を、1つの実施形態において2μm(最小寸法に等しい)にして、別の実施形態において2.2μmにするか、又は別の実施形態において3μm(最小寸法よりも50%大きい)にするが、赤血球の最大寸法よりも小さくするように選択される。このような実施形態は、赤血球の計数において、一定の利点を有する。1つの実施形態において、赤血球の計数のために、内表面間隔を、2μm又は3μmにして、2つの値の間の任意の数値にすることにより、未希釈の全血試料を間隔内に平均に限定し、各赤血球(RBC)を他の赤血球と重複せず、それにより視覚的に赤血球を正確に計数することができる。(RBC間に多く重複すると、深刻な計数誤差をもたらす可能性がある)。
For example, red blood cells have a disc shape with a minimum dimension of 2 μm (disc thickness) and a maximum dimension of 11 μm (disc diameter). In one embodiment of the invention, the spacer provides an inner surface spacing of the plates within the relevant area of 2 μm (equal to the smallest dimension) in one embodiment and 2.2 μm in another embodiment. Or in another
いくつかの実施形態において、本発明は、プレート及びスペーサを用いて、試料厚さだけでなく、プレートが閉鎖構成にある時の試料中の分析物/実体の配向及び/又は表面密度も調節する。プレートが閉鎖構成にある時に、試料の薄い厚さにより、表面積当たりの分析物/実体が少なくなる(すなわち、小さい表面濃度)。 In some embodiments, the present invention uses plates and spacers to control not only sample thickness, but also the orientation and/or surface density of the analyte/entity in the sample when the plate is in the closed configuration. .. The thin thickness of the sample results in less analyte/entity per surface area (ie, lower surface concentration) when the plate is in the closed configuration.
スペーサ横方向寸法 開放スペーサの場合、横方向寸法は、それがxとyという2つの直交方向における横方向寸法(幅と呼ばれる場合もある)によって特徴付けることができる。スペーサの各方向における横方向寸法は、同じであるか、又は異なる。いくつかの実施形態において、各方向(x又はy)における横方向寸法は…。 Spacer Lateral Dimension In the case of an open spacer, the lateral dimension can be characterized by its lateral dimension in two orthogonal directions, x and y (sometimes called width). The lateral dimensions of the spacers in each direction may be the same or different. In some embodiments, the lateral dimension in each direction (x or y) is...
いくつかの実施形態において、xとy方向の横方向寸法の比は1、1.5、2、5、10、100、500、1000、10,000であるか、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。いくつかの実施形態において、試料の流れ方向を調節するために、異なる比が使用され、比が大きいほど、流れが1つの方向(より大きなサイズ方向)に沿う。 In some embodiments, the ratio of the lateral dimensions in the x and y directions is 1, 1.5, 2, 5, 10, 100, 500, 1000, 10,000, or any of these values. It is the range between the two. In some embodiments, different ratios are used to adjust the flow direction of the sample, the higher the ratio the more the flow is along one direction (larger size direction).
いくつかの実施形態において、x方向とy方向におけるスペーサの異なる横方向寸法は、(a)スペーサをプレートの方向を示すためのスケールマーカーとして使用し、(b)スペーサを使用して、好ましい流れ方向におけるより多くの試料を作るか、又は両方とも達成するように使用される。 In some embodiments, the different lateral dimensions of the spacer in the x and y directions allow (a) the spacer to be used as a scale marker to indicate the orientation of the plate, and (b) the spacer to be used to provide a favorable flow Used to make more samples in a direction, or both.
1つの好ましい実施形態において、周期、幅、及び高さ。 In one preferred embodiment, period, width, and height.
いくつかの実施形態において、全てのスペーサは、同じ形状及び寸法を有する。いくつかの実施形態において、各スペーサは、異なる横方向寸法を有する。 In some embodiments, all spacers have the same shape and size. In some embodiments, each spacer has a different lateral dimension.
密閉スペーサの場合、いくつかの実施形態において、内部の横方向形状及びサイズは、密閉スペーサによって密閉される試料の総体積に応じて選択され、そのうち、体積とサイズは、本開示において既に説明され、特定の実施形態において、外部の横方向形状及びサイズは、スペーサに対する液体の圧力とプレートをプレスする圧縮圧力とをサポートするために必要な強度に応じて選択される。 In the case of a closed spacer, in some embodiments, the lateral shape and size of the interior is selected according to the total volume of the sample closed by the closed spacer, of which volume and size have already been described in this disclosure. In certain embodiments, the outer lateral shape and size are selected depending on the strength required to support the pressure of the liquid against the spacer and the compression pressure that presses the plate.
柱状スペーサの平均横方向寸法に対する高さのアスペクト比
特定の実施形態において、柱状スペーサの平均横方向寸法に対する高さのアスペクト比は、100,000、10,000、1,000、100、10、1、0.1、0.01、0.001、0.0001、0.00001であるか、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。
Aspect Ratio of Height to Average Lateral Dimension of Columnar Spacers In certain embodiments, the aspect ratio of height to average lateral dimension of the columnar spacers is 100,000, 10,000, 1,000, 100, 10, It is 1, 0.1, 0.01, 0.001, 0.0001, 0.00001, or a range between any two of these values.
スペーサ高さの精度 スペーサ高さの精度を、正確に制御すべきである。スペーサの相対的な精度(すなわち、所望のスペーサ高さに対する偏差の比)は、0.001%以下、0.01%以下、0.1%以下、0.5%以下、1%以下、2%以下、5%以下、8%以下、10%以下、15%以下、20%以下、30%以下、40%以下、50%以下、60%以下、70%以下、80%以下、90%以下、99.9%以下であるか、又はこれらの任意の数値の間に範囲である。 Spacer Height Accuracy Spacer height accuracy should be precisely controlled. The relative accuracy of the spacers (ie, the ratio of the deviation to the desired spacer height) is 0.001% or less, 0.01% or less, 0.1% or less, 0.5% or less, 1% or less, 2 % Or less, 5% or less, 8% or less, 10% or less, 15% or less, 20% or less, 30% or less, 40% or less, 50% or less, 60% or less, 70% or less, 80% or less, 90% or less. , 99.9% or less, or a range between any of these numbers.
スペーサ間の距離 スペーサは、プレート上の又は関連のある領域の試料における、1つのスペーサであるか又は複数のスペーサであってもよい。いくつかの実施形態において、プレート上のスペーサは、アレイ形態で配置及び/又は配列され、該アレイは周期的、非周期的アレイであるか、又はプレートのいくつかの位置で周期的であるが、他の位置で非周期的である。 Distance Between Spacers The spacer may be one spacer or multiple spacers on the plate or in the sample of the relevant area. In some embodiments, the spacers on the plate are arranged and/or arranged in an array, the array being a periodic, aperiodic array, or periodic at some positions of the plate. , Aperiodic at other locations.
いくつかの実施形態において、スペーサの周期的アレイは、正方形、矩形、三角形、六角形、多角形、又はその任意の組み合わせの格子を有し、そのうち該組み合わせは、プレートの異なる位置に異なるスペーサ格子を有することを意味する。 In some embodiments, the periodic array of spacers comprises a grid of squares, rectangles, triangles, hexagons, polygons, or any combination thereof, where the combinations are different spacer grids at different positions of the plate. Means to have.
いくつかの実施形態において、スペーサアレイのスペーサ間の距離は、アレイの少なくとも1つの方向において周期的である(すなわち、スペーサ間の距離が均一的である)。いくつかの実施形態において、スペーサ間の距離は、閉鎖構成でのプレート間隔の間の均一性を改善するように構成される。 In some embodiments, the distance between the spacers in the spacer array is periodic in at least one direction of the array (ie, the distance between the spacers is uniform). In some embodiments, the distance between the spacers is configured to improve uniformity between plate spacing in the closed configuration.
隣接するスペーサ間の距離(すなわち、スペーサ間の距離)は1μm以下、5μm以下、10μm以下、20μm以下、30μm以下、40μm以下、50μm以下、60μm以下、70μm以下、80μm以下、90μm以下、100μm以下、200μm以下、300μm以下、400μm以下、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 The distance between adjacent spacers (that is, the distance between spacers) is 1 μm or less, 5 μm or less, 10 μm or less, 20 μm or less, 30 μm or less, 40 μm or less, 50 μm or less, 60 μm or less, 70 μm or less, 80 μm or less, 90 μm or less, 100 μm or less. , 200 μm or less, 300 μm or less, 400 μm or less, or a range between any two of these values.
特定の実施形態において、スペーサ間の距離は400以下、500以下、1mm以下、2mm以下、3mm以下、5mm以下、7mm以下、10mm以下であるか、又はこれらの値の間の任意の範囲である。特定の実施形態において、スペーサ間の距離は10mm以下、20mm以下、30mm以下、50mm以下、70mm以下、100mm以下であるか、又はこれらの値の間の任意の範囲である。 In certain embodiments, the distance between the spacers is 400 or less, 500 or less, 1 mm or less, 2 mm or less, 3 mm or less, 5 mm or less, 7 mm or less, 10 mm or less, or any range between these values. .. In certain embodiments, the distance between the spacers is 10 mm or less, 20 mm or less, 30 mm or less, 50 mm or less, 70 mm or less, 100 mm or less, or any range between these values.
隣接するスペーサ間の距離(すなわち、スペーサ間の距離)は、プレートの閉鎖構成における、プレート及び試料の所定の特性に関して、隣接する2つのスペーサの間の試料厚さの変動が、いくつかの実施形態において、最大0.5%、1%、5%、10%、20%、30%、50%、80%、又はこれらの値の間の任意の範囲であり、あるいは特定の実施形態において、最大80%、100%、200%、400%、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲であるように、選択される。 The distance between adjacent spacers (ie, the distance between spacers) is such that in a closed configuration of the plate, for a given characteristic of the plate and the sample, there is some variation in sample thickness between two adjacent spacers. In the form up to 0.5%, 1%, 5%, 10%, 20%, 30%, 50%, 80%, or any range between these values, or in certain embodiments, Selected to be up to 80%, 100%, 200%, 400%, or a range between any two of these values.
明らかに、隣接する2つのスペーサの間の所定の試料厚さの変動を維持するために、より近いスペーサ間の距離は、可撓性のより高いプレートが使用される時に、必要とされる。 Obviously, in order to maintain a given sample thickness variation between two adjacent spacers, closer spacer distances are needed when more flexible plates are used.
スペーサ間の距離の精度を特定する。 Specify the accuracy of the distance between the spacers.
1つの好ましい実施形態において、スペーサは周期的な正方形アレイであり、そのうちスペーサは、高さが2μm〜4μmで、平均横方向寸法が5μm〜20μmで、スペーサの間の間隔が1μm〜100μmである柱状のものである。 In one preferred embodiment, the spacers are periodic square arrays, of which the spacers have a height of 2 μm to 4 μm, an average lateral dimension of 5 μm to 20 μm, and a spacing between the spacers of 1 μm to 100 μm. It has a columnar shape.
1つの好ましい実施形態において、スペーサは周期的な正方形アレイであり、スペーサは、高さが2μm〜4μmで、平均横方向寸法が5μm〜20μmで、スペーサの間の間隔が100μm〜250μmである柱状のものである。 In one preferred embodiment, the spacers are periodic square arrays, the spacers having a height of 2 μm to 4 μm, a mean lateral dimension of 5 μm to 20 μm, and a spacing between the spacers of 100 μm to 250 μm. belongs to.
1つの好ましい実施形態において、スペーサは周期的な正方形アレイであり、スペーサは、高さが4μm〜50μmで、平均横方向寸法が5μm〜20μmで、スペーサの間の間隔が1μm〜100μmである柱状のものである。 In one preferred embodiment, the spacers are periodic square arrays, the spacers having a height of 4 μm to 50 μm, a mean lateral dimension of 5 μm to 20 μm, and a spacing between the spacers of 1 μm to 100 μm. belongs to.
1つの好ましい実施形態において、スペーサは周期的な正方形アレイであり、そのうちスペーサは、高さが4μm〜50μmで、平均横方向寸法が5μm〜20μmで、スペーサ間の間隔が100μm〜250μmである柱状のものである。 In one preferred embodiment, the spacers are periodic square arrays, of which the spacers have a height of 4 μm to 50 μm, an average lateral dimension of 5 μm to 20 μm, and a spacing between the spacers of 100 μm to 250 μm. belongs to.
スペーサアレイの周期は、1つの好ましい実施形態において、1nm〜100nmの間にあり、別の好ましい実施形態において、100nm〜500nmの間にあり、1つの単独な好ましい実施形態において、500nm〜1000nmの間にあり、別の好ましい実施形態において、1μm(すなわち、1000nm)〜2μmの間にあり、別の好ましい実施形態において、2μm〜3μmの間にあり、別の好ましい実施形態において、3μm〜5μmの間にあり、別の好ましい実施形態において、5μm〜10μmの間にあり、別の好ましい実施形態において、10μm〜50μmの間にあり、1つの単独な好ましい実施形態において、50μm〜100μmの間にあり、1つの単独な好ましい実施形態において、100μm〜175μmの間にあり、1つの単独な好ましい実施形態において、175μm〜300μmの間にある。 The period of the spacer array is in one preferred embodiment between 1 nm and 100 nm, in another preferred embodiment between 100 nm and 500 nm, and in one single preferred embodiment between 500 nm and 1000 nm. And in another preferred embodiment between 1 μm (ie 1000 nm) and 2 μm, in another preferred embodiment between 2 μm and 3 μm, in another preferred embodiment between 3 μm and 5 μm. In another preferred embodiment between 5 μm and 10 μm, in another preferred embodiment between 10 μm and 50 μm, in one single preferred embodiment between 50 μm and 100 μm, In one single preferred embodiment, between 100 μm and 175 μm, and in one single preferred embodiment, between 175 μm and 300 μm.
スペーサ密度 スペーサは、1個/μm2よりも大きい、1個/10μm2よりも大きい、1個/100μm2よりも大きい、1個/500μm2よりも大きい、1個/1000μm2よりも大きい、1個/5000μm2よりも大きい、1個/0.01mm2よりも大きい、1個/0.1mm2よりも大きい、1個/1mm2よりも大きい、1個/5mm2よりも大きい、1個/10mm2よりも大きい、1個/100mm2よりも大きく、1個/1000mm2よりも大きい、1個/10000mm2よりも大きいか、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である表面密度で、それぞれのプレート上に配列される。
The spacer density spacer is greater than 1 / [mu] m 2, greater than 1/10 [mu] m 2, greater than 1/100 [mu] m 2, greater than 1/500 [mu] m 2, greater than 1/1000 .mu.m 2, 1/5000 .mu.m greater than 2, greater than one /0.01Mm 2, greater than one 0.1 mM 2, greater than one / 1 mm 2, greater than 1/5
(3)スペーサは、所定の試料面積(体積)内に明らかな表面積(体積)を占用しないように構成される。 (3) The spacer is configured not to occupy an apparent surface area (volume) within a predetermined sample area (volume).
試料体積に対するスペーサ体積の比 いくつかの実施形態において、特定の利点を達成するために、試料体積(すなわち、試料の体積)に対するスペーサ体積(すなわち、スペーサの体積)の比及び/又は試料の関連のある体積に対する関連のある体積の試料内にあるスペーサの体積の比が制御される。該利点は、試料厚さ制御の均一性、分析物の均一性、試料流れ特性(すなわち、流速、流れ方向等)を含むが、それらに限定されない。 Ratio of Spacer Volume to Sample Volume In some embodiments, to achieve certain advantages, the ratio of spacer volume (ie, spacer volume) to sample volume (ie, sample volume) and/or sample association The ratio of the volume of the spacer in the sample of the relevant volume to the volume of is controlled. The advantages include, but are not limited to, sample thickness control uniformity, analyte uniformity, sample flow characteristics (ie, flow rate, flow direction, etc.).
特定の実施形態において、試料体積に対するスペーサ体積の比、及び/又は試料の関連のある体積に対する関連のある体積の試料の内部にあるスペーサの体積の比は、100%未満、多くても99%、多くても70%、多くても50%、多くても30%、多くても10%、多くても5%、多くても3%、多くても1%、多くても0.1%、多くても0.01%、多くても0.001%であるか、又は任意のこれらの値の間の範囲である。 In certain embodiments, the ratio of the spacer volume to the sample volume and/or the volume of the spacer inside the sample of the relevant volume to the relevant volume of the sample is less than 100%, at most 99%. , At most 70%, at most 50%, at most 30%, at most 10%, at most 5%, at most 3%, at most 1%, at most 0.1% , At most 0.01%, at most 0.001%, or any range between these values.
プレートに固定されたスペーサ 本発明において、重要な役割を果たすスペーサのスペーサ間の距離及び配向は、好ましくは、スペーサを開放構成から閉鎖構成にするプロセスにおいて維持され、かつ/又は好ましくは、開放構成から閉鎖構成へのプロセスの前に予め決定される。 Spacers Fixed to Plates In the present invention, the distance and orientation between the spacers that play an important role are preferably maintained in the process of moving the spacers from the open configuration to the closed configuration and/or preferably in the open configuration. To a closed configuration prior to the process.
本発明のいくつかの実施形態において、プレートを閉鎖構成にする前に、スペーサが1つのプレート上に固定されることである。用語「スペーサがその対応するプレートに固定される」ということは、スペーサがプレート上に接着され、かつプレートの使用中に接着が維持されることを意味する。「スペーサがそのそれぞれのプレートに固定される」の一例は、スペーサが1枚のプレート材料でモノリシックに作られ、かつプレート表面に対するスペーサの位置が変化しないことである。「スペーサがそのそれぞれのプレートに固定されない」の一例は、スペーサが接着剤によりプレートに接着されるが、プレートの使用中に、接着剤がスペーサをプレート表面上の元の位置に維持しない(すなわち、スペーサがプレート表面上の元の位置から離れる)ことである。 In some embodiments of the invention, the spacers are fixed on one plate prior to placing the plate in the closed configuration. The term "spacer is fixed to its corresponding plate" means that the spacer is adhered onto the plate and the adhesion is maintained during the use of the plate. One example of "a spacer is fixed to its respective plate" is that the spacer is made monolithically from a single plate material, and the position of the spacer with respect to the plate surface does not change. An example of "the spacers are not secured to their respective plates" is that the spacers are adhered to the plate by an adhesive, but the adhesive does not keep the spacers in their original position on the plate surface during use of the plate (ie, , The spacer moves away from its original position on the plate surface).
いくつかの実施形態において、少なくとも1つのスペーサは、その対応するプレートに固定される。特定の実施形態において、少なくとも2つのスペーサは、その対応するプレートに固定される。特定の実施形態において、大部分のスペーサは、その対応するプレートに固定される。特定の実施形態において、全てのスペーサは、その対応するプレートに固定される。 In some embodiments, at least one spacer is fixed to its corresponding plate. In certain embodiments, at least two spacers are fixed to their corresponding plates. In certain embodiments, most spacers are fixed to their corresponding plates. In a particular embodiment, all spacers are fixed to their corresponding plates.
いくつかの実施形態において、スペーサは、プレートに一体的に固定される。 In some embodiments, the spacer is integrally fixed to the plate.
いくつかの実施形態において、スペーサは、接着、貼り合わせ、融合、インプリント、エッチングという方法及び/又は形態のうちの1種又はそれらの任意の組み合わせにより、その対応するプレートに固定される。 In some embodiments, the spacers are secured to their corresponding plates by one or any of the methods and/or configurations of gluing, laminating, fusing, imprinting, etching.
用語「インプリント」とは、プレート表面にスペーサを形成するために、1つの材料をインプリント(すなわち、エンボス加工)することにより、スペーサとプレートとを一体的に固定することを意味する。材料は、単層材料であるか、又は多層材料であってもよい。 The term "imprint" means to immobilize (ie, emboss) a material to secure the spacer and plate together to form the spacer on the plate surface. The material may be a single layer material or a multilayer material.
用語「エッチング」とは、プレート表面にスペーサを形成するために、1つの材料をエッチングすることにより、スペーサとプレートとを一体的に固定することを意味する。材料は、単層材料であるか、又は多層材料であってもよい。 The term "etching" means fixing the spacer and the plate together by etching one material to form the spacer on the plate surface. The material may be a single layer material or a multilayer material.
用語「融合」とは、スペーサとプレートとを一体的に接着させることにより、スペーサとプレートとを一体的に固定し、スペーサとプレートとの原材料が互いに融合し、かつ融合した後の2つの材料の間に明らかな材料境界が存在することを意味する。 The term “fusion” means that the spacer and the plate are integrally fixed by adhering the spacer and the plate together, and the raw materials of the spacer and the plate are fused with each other, and the two materials after the fusion are performed. It means that there is a clear material boundary between.
用語「貼り合わせ」とは、接着剤でスペーサとプレートとを一体的に結合することにより、スペーサとプレートとを一体的に固定することを意味する。 The term “bonding” means integrally fixing the spacer and the plate by integrally bonding the spacer and the plate with an adhesive.
用語「接着」とは、スペーサとプレートとを一緒にして接続することを意味する。 The term "adhesion" means connecting the spacer and the plate together.
いくつかの実施形態において、スペーサとプレートは、同じ材料で製造される。別の実施形態において、スペーサとプレートは、異なる材料で製造される。別の実施形態において、スペーサとプレートとは、一体的に形成される。別の実施形態において、スペーサの一端は、2つのプレートの異なる形態を収容するために端部が開放されている間に、その対応するプレート上に固定される。 In some embodiments, the spacer and plate are made of the same material. In another embodiment, the spacers and plates are made of different materials. In another embodiment, the spacer and plate are integrally formed. In another embodiment, one end of the spacer is fixed on its corresponding plate while the ends are open to accommodate different configurations of the two plates.
別の実施形態において、各スペーサは、接着、接合、融合、インプリント、エッチングのうちの少なくとも1種の方法で対応するプレートに独立して接続される。用語「独立する」ということは、1つのスペーサを、対応するプレートに接着させ、接合し、融合し、インプリントし、エッチングする方法から選択された同じであるか、又は異なる方法で、その対応するプレートに固定することを意味する。 In another embodiment, each spacer is independently connected to the corresponding plate by at least one of gluing, bonding, fusing, imprinting, etching. The term "independent" means that one spacer is adhered to, bonded to, fused to, imprinted with, and etched to the corresponding plate in the same or different manner selected from the corresponding way. It means to fix it to the plate.
いくつかの実施形態において、2つのスペーサの間の少なくとも1つの距離は予め決定される(「所定のスペーサ間の距離」とは、ユーザがプレートを使用する時に、該距離が既知であることを意味する)。 In some embodiments, at least one distance between two spacers is predetermined ("distance between predetermined spacers" means that the distance is known when the user uses the plate. means).
本明細書に記載の全ての方法及び装置に係るいくつかの実施形態において、固定されたスペーサの他、追加的なスペーサもある。 In some embodiments of all methods and apparatus described herein, there are additional spacers in addition to the fixed spacers.
特定の試料厚さ 本発明において、小さなプレート間隔(所定の試料領域に対する)又は大きな試料領域(所定のプレート間隔に対する)、又は両者ともにより、大きなプレート保持力(すなわち、2つのプレートを一緒にして保持する力)を得ることができることは観察された。 Specific Sample Thickness In the present invention, a large plate holding force (ie, two plates are brought together by small plate spacing (for a given sample area) or large sample area (for a given plate spacing), or both. It was observed that the holding power) can be obtained.
いくつかの実施形態において、少なくとも1つのプレートは、関連のある領域を包囲する領域において透明であり、各プレートは、閉鎖構成において試料に接触するか;閉鎖構成において、プレートの内表面は、スペーサを有する位置の他は実質的に互いに平行であるか;プレートの内表面が実質的に平面であるように構成されるか;又はそれの任意に組み合わせである。 In some embodiments, at least one plate is transparent in the area surrounding the area of interest and each plate contacts the sample in a closed configuration; in the closed configuration the inner surface of the plate is a spacer. Are substantially parallel to each other, except that the positions having? Are substantially parallel to each other; the inner surface of the plate is configured to be substantially planar; or any combination thereof.
2.4 最終的な試料厚さ及び均一性
いくつか実施形態において、著しく平坦であることは、最終的な試料厚さに関して決定され、実施形態及び適用に応じて、試料厚さに対する比は、0.1%より小さい、0.5%より小さい、1%より小さい、2%より小さい、5%より小さい、もしくは10%より小さいか、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。
2.4 Final Sample Thickness and Uniformity In some embodiments, being significantly flat is determined with respect to the final sample thickness, and depending on the embodiment and application, the ratio to sample thickness is: Less than 0.1%, less than 0.5%, less than 1%, less than 2%, less than 5%, or less than 10%, or a range between any two of these values. .
いくつかの実施形態において、試料厚さに対する平坦度は、0.1%より小さい、0.5%より小さい、1%より小さい、2%より小さく、5%より小さい、10%より小さい、20%より小さい、50%より小さい、もしくは100%より小さいか、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲であってもよい。 In some embodiments, flatness to sample thickness is less than 0.1%, less than 0.5%, less than 1%, less than 2%, less than 5%, less than 10%, 20. It may be less than %, less than 50%, or less than 100%, or a range between any two of these values.
いくつかの実施形態において、著しく平坦であることは、表面平坦度の変動自体(平均厚さから測定される)が0.1%より小さい、0.5%より小さい、1%より小さい、2%より小さい、5%より小さい、もしくは10%より小さいか、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲であることを指す。一般的には、試料厚さに対する平坦度は、0.1%より小さい、0.5%より小さい、1%より小さい、2%より小さい、5%より小さい、10%より小さい、20%より小さい、50%より小さい、もしくは100%より小さいか、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲であってもよい。 In some embodiments, being significantly flat means that the surface flatness variation itself (as measured from the average thickness) is less than 0.1%, less than 0.5%, less than 1%, 2 %, less than 5%, or less than 10%, or a range between any two of these values. Generally, the flatness with respect to the sample thickness is less than 0.1%, less than 0.5%, less than 1%, less than 2%, less than 5%, less than 10%, less than 20%. It may be small, less than 50%, or less than 100%, or a range between any two of these values.
2.5 スペーサの製造方法
スペーサは、石版刷り、エッチング、エンボス加工(ナノインプリント)、堆積、リフトオフ、融合、又はそれらの組み合わせを使用して、プレートに様々の方法で製造することができる。いくつかの実施形態において、スペーサは、プレートに直接的にエンボス加工されるか又はインプリントされる。いくつかの実施形態において、スペーサは、プレートに堆積された材料(例えば、プラスチック)内にインプリントされる。特定の実施形態において、スペーサは、CROFプレートの表面を直接的にインプリントすることにより、製造される。ナノインプリントは、ローラインプリンタを使用するロール・ツー・ロール技術、又は平面ナノインプリントに巻き取ることによって行うことができる。このようなプロセスは、優れた経済上の利点を有するため、コストが低下する。
2.5 Method of Manufacturing Spacers Spacers can be manufactured into plates in a variety of ways using lithographic, etching, embossing (nanoimprint), deposition, lift-off, fusion, or combinations thereof. In some embodiments, the spacers are embossed or imprinted directly on the plate. In some embodiments, spacers are imprinted in the material (eg, plastic) deposited on the plate. In a particular embodiment, the spacers are manufactured by directly imprinting the surface of the CROF plate. Nanoimprinting can be done by roll-to-roll technology using a low-line printer or by winding into planar nanoimprints. Such a process has great economic advantages and thus lower costs.
いくつかの実施形態において、スペーサは、プレートに堆積される。該堆積は、蒸発、貼り付け、又はリフトオフであってもよい。貼り付ける時に、まず、スペーサをキャリアに製造し、次にスペーサをキャリアからプレートに移す。リフトオフする時に、まずプレートに除去可能な材料を堆積し、かつ該材料内に孔を形成させ、孔底部がプレート表面を露出させ、次にスペーサ材料を孔内に堆積し、その後に除去可能な材料を除去し、スペーサのみをプレート表面に残す。いくつかの実施形態において、プレートに堆積されたスペーサはプレートと融合される。いくつかの実施形態において、スペーサとプレートは、単一のプロセスにおいて製造される。該単一のプロセスは、インプリント(すなわち、エンボス加工、鋳型成形)又は合成を含む。 In some embodiments, spacers are deposited on the plate. The deposition may be evaporation, sticking, or lift-off. When pasting, first the spacers are manufactured on the carrier and then the spacers are transferred from the carrier to the plate. When lifted off, the plate is first deposited with removable material and holes are formed in the material such that the bottom of the hole exposes the plate surface, then spacer material is deposited in the hole and then removable. Material is removed, leaving only spacers on the plate surface. In some embodiments, the spacers deposited on the plate are fused with the plate. In some embodiments, the spacers and plates are manufactured in a single process. The single process includes imprinting (ie, embossing, molding) or synthesis.
いくつかの実施形態において、少なくとも2つのスペーサは、異なる方法でその対応するプレートに固定され、任意に、該異なる方法は、堆積、貼り合わせ、融合、インプリント、及びエッチングの少なくとも1種を含む。 In some embodiments, at least two spacers are secured to their corresponding plates in different ways, optionally the different methods include at least one of deposition, laminating, fusing, imprinting, and etching. ..
いくつかの実施形態において、1つ以上のスペーサは、貼り合わせ、融合、インプリント、もしくはエッチング又はそれらの任意の組み合わせの製造方法によって、対応するプレートに固定される。 In some embodiments, one or more spacers are affixed to corresponding plates by a manufacturing method such as laminating, fusing, imprinting, or etching or any combination thereof.
いくつかの実施形態において、プレートにこのような一体的なスペーサを形成するための製造方法は、貼り合わせ、融合、インプリント、エッチング、又はそれらの任意の組み合わせの方法を含む。 In some embodiments, manufacturing methods for forming such integral spacers in plates include laminating, fusing, imprinting, etching, or any combination thereof.
2.6 スケールマーカー
用語「スケールマーカー」は、関連のある領域及び/又は試料の相対体積の定量化(すなわち、寸法測定)又は制御を補助することができるスケールマーカーを指す。いくつかの実施形態において、スケールマーカーは、第1のプレートもしくは第2のプレート、2つのプレート、プレートの1つの表面、プレートの2つの表面、プレートの間、プレートの付近に位置するか、又はそれらの任意の組み合わせである。いくつかの実施形態において、スケールマーカーは、第1のプレート又は第2のプレート上に、両方のプレート上に、プレートの1つの表面に、プレートの両方の表面に、プレートの間に、プレートの付近に固定されるか、又はそれらの任意の組み合わせである。いくつかの実施形態において、スケールマーカーは、第1のプレート又は第2のプレート、2つのプレート、プレートの1つの表面、プレートの2つの表面、プレートの間、プレートの付近に堆積されるか、又はそれらの任意の組み合わせである。いくつかの実施形態において、いくつかのスペーサは固定され、いくつかのスペーサは堆積される。
2.6 Scale Markers The term “scale markers” refers to scale markers that can assist in the quantification (ie, dimensional measurement) or control of the relative volume of a relevant area and/or sample. In some embodiments, the scale marker is located on the first plate or the second plate, two plates, one surface of the plate, two surfaces of the plate, between the plates, near the plate, or Any combination of them. In some embodiments, the scale markers are on the first plate or the second plate, on both plates, on one surface of the plate, on both surfaces of the plate, between the plates, between the plates. It may be fixed nearby or any combination thereof. In some embodiments, scale markers are deposited on the first plate or the second plate, two plates, one surface of the plate, two surfaces of the plate, between the plates, in the vicinity of the plate, or Or any combination thereof. In some embodiments, some spacers are fixed and some spacers are deposited.
いくつかの実施形態において、スケールマーカーは、エッチングされたスケールマーカー、堆積された材料、又は印刷された材料である。特定の実施形態において、該材料は、光吸収、光反射、光放出、又はそれらの任意の組み合わせを有する材料である。 In some embodiments, the scale markers are etched scale markers, deposited material, or printed material. In certain embodiments, the material is a material that has light absorption, light reflection, light emission, or any combination thereof.
いくつかの実施形態において、スケールマーカーは、既知の寸法及び/又は既知の分離距離を有する1つ以上の対象である。対象の例は、矩形、円柱形、又は円形を含むが、これに限定されない。 In some embodiments, the scale markers are one or more objects that have known dimensions and/or known separation distances. Examples of subjects include, but are not limited to, rectangular, cylindrical, or circular.
いくつかの実施形態において、スケールマーカーは、ナノメートル(nm)、マイクロメートル(μm)又はミリメートル(mm)、又は他のサイズ範囲内の寸法を有する。 In some embodiments, the scale markers have dimensions within the nanometer (nm), micrometer (μm) or millimeter (mm), or other size range.
いくつかの実施形態において、スケールマーカーは定規であり、それが対象の寸法を測定するように構成されたスケールマーカーを有する。いくつかの実施形態において、スケールマーカーは、ナノメートル(nm)、マイクロメートル(μm)又はミリメートル(mm)、又は他のサイズ範囲内にある。いくつかの実施形態において、スケールマーカーは、エッチングされたスケールマーカー、堆積された材料又は印刷された材料である。いくつかの実施形態において、スケールマーカーの材料は、光吸収、光反射、光散乱、光干渉、光回折、光放出、又はそれらの任意の組み合わせの材料である。 In some embodiments, the scale marker is a ruler, which has a scale marker configured to measure the dimension of the subject. In some embodiments, the scale markers are in the nanometer (nm), micrometer (μm) or millimeter (mm), or other size range. In some embodiments, the scale markers are etched scale markers, deposited material or printed material. In some embodiments, the material of the scale marker is light absorbing, light reflecting, light scattering, light interfering, light diffracting, light emitting, or any combination thereof.
いくつかの実施形態において、前記マーカーは、スペーサであり、それは「試料厚さを調節する」及び「スケールマーキング及び/又は寸法スケーリングを提供する」という二重機能を有する。例えば、既知の寸法を有する矩形スペーサ又は既知の間隔を有する2つのスペーサを使用して、スペーサの周囲の試料に関する寸法を測定することができる。計測された試料寸法によって、関連のある体積の試料の体積を算出することができる。 In some embodiments, the marker is a spacer, which has the dual function of "adjusting sample thickness" and "providing scale marking and/or dimensional scaling." For example, rectangular spacers with known dimensions or two spacers with known spacing can be used to measure the dimensions with respect to the sample around the spacers. The measured sample size allows the volume of the sample of the relevant volume to be calculated.
いくつかの実施形態において、スケールマーカーは、関連のある体積の試料の境界を部分的に定義するように構成される。 In some embodiments, the scale markers are configured to partially define the boundaries of the relevant volume of the sample.
いくつかの実施形態において、少なくとも1つのスケールマーカーは、関連のある体積の試料の横方向領域の平面と平行である既知の寸法を有するように構成される。 In some embodiments, the at least one scale marker is configured to have a known dimension that is parallel to the plane of the lateral region of the sample of relevant volume.
いくつかの実施形態において、少なくとも1対のスケールマーカーは横方向領域の平面と平行である既知の距離で離れている。 In some embodiments, the at least one pair of scale markers are separated by a known distance that is parallel to the plane of the lateral region.
いくつかの実施形態において、スケールマーカーは、光学的検出に用いられるように構成される。 In some embodiments, scale markers are configured for use in optical detection.
いくつかの実施形態において、各スケールマーカーは、光吸収、光反射、光散乱、光回折及び光放出のうちの少なくとも1つの機能を独立して有する。 In some embodiments, each scale marker independently has at least one function of light absorption, light reflection, light scattering, light diffraction and light emission.
いくつかの実施形態において、スケールマーカーは、既知の横方向間隔を有する規則的なアレイに配列される。 In some embodiments, the scale markers are arranged in a regular array with known lateral spacing.
いくつかの実施形態において、各スケールマーカーは、正方形、矩形、多角形、及び円形のうちの少なくとも1つの横方向輪郭を独立して有する。 In some embodiments, each scale marker independently has a lateral contour of at least one of square, rectangle, polygon, and circle.
いくつかの実施形態において、少なくとも1つのスケールマーカーは、1つのプレートに接着され、貼り合わせされ、融合され、インプリントされ、エッチングされる。 In some embodiments, at least one scale marker is glued, laminated, fused, imprinted and etched to one plate.
いくつかの実施形態において、少なくとも1つのスケールマーカーは、1つのスペーサである。 In some embodiments, at least one scale marker is one spacer.
いくつかの実施形態において、いくつかのスペーサは、試料の関連のある体積を定量化するために、さらにスケールマーカーの役割を果たす。 In some embodiments, some spacers also serve as scale markers to quantify the relevant volume of the sample.
特定の実施形態において、(分析物を固定化するための)結合部位、貯蔵部位等は、スケールマーカーとして使用される。1つの実施形態において、既知の横方向寸法を有する部位は、既知の横方向寸法を再現する検出可能な信号を生成する光と相互作用し、それによりスケールマーカーを提供する。 In certain embodiments, binding sites (for immobilizing analytes), storage sites, etc. are used as scale markers. In one embodiment, the site having a known lateral dimension interacts with light that produces a detectable signal that reproduces the known lateral dimension, thereby providing a scale marker.
他の実施形態において、部位の寸法はCROFプロセスの前に予め決定され、プレートが閉鎖構成にある時に、該部位に位置した試料部分の厚さは、該部位の横方向の平均寸法よりも顕著に小さく、その後、インキュベーション時間を制御することにより、インキュベーション後に(1)、結合部位に結合された大部分の分析物/実体は結合部位の頂部の試料体積に由来にするか、又は(2)大部分の結合部位の頂部の試料体積に混合(拡散)された試薬は貯蔵部位に由来する。これらの場合、試薬の結合又は混合のための試料の関連のある体積は、所定の部位面積と該部位の試料厚みとの乗算値にほぼ等しい。それについて主な理由は、所定のインキュベーション時間に対して、関連のある体積外の試料体積中の分析物/実体が結合部位に拡散する十分な時間がないか、又は貯蔵部位上の試薬が関連のある体積外の試料体積に拡散する十分な時間がないことである。 In another embodiment, the dimension of the site is predetermined prior to the CROF process, and when the plate is in the closed configuration, the thickness of the sample portion located at the site is more pronounced than the average lateral dimension of the site. By controlling the incubation time to be small, and then after incubation (1), most of the analyte/entity bound to the binding site will come from the sample volume atop the binding site, or (2) The reagent mixed (diffused) in the sample volume on top of most of the binding sites comes from the storage site. In these cases, the relevant volume of the sample for binding or mixing reagents is approximately equal to the product of the area of a given site and the thickness of the sample at that site. The main reason for this is that for a given incubation time there is not enough time for the analyte/entity in the sample volume outside the relevant volume to diffuse to the binding site or the reagent on the storage site is relevant. There is not enough time to diffuse into the sample volume outside some volume.
既知の寸法を有する部位を使用すること及びインキュベーション時間を制限することにより、関連のある面積及び体積を計測及び/又は制御する方法の一例において、アッセイは、CROFプロセスでの第1のプレート(その表面が結合部位よりも大きい)に、1000μm×1000μmの結合部位(すなわち捕捉剤を含有する領域)を有し、プレートの閉鎖構成において、分析物を含有する試料は結合部位の上方に位置し、該試料は、約20μmの厚さ(結合部位の領域内)及び結合部位よりも大きな面積を有し、かつ、標的分析物/実体の試料厚さ全体の拡散時間に等しい時間インキュベートされる。この場合、結合部位に結合された大部分の分析物/実体は、結合部位の頂部の試料体積に由来し、1000μm×1000μm×20μm=0.02pであり、その理由として結合部位から20μm離れた試料部分で結合部位に拡散する時間がない(統計的に)。この場合、信号は、結合部位により捕捉された分析物/実体のためインキュベーション後に計測されると、関連のある領域及び関連のある体積の情報(結合部位により提供される)に基づいて、関連のある領域及び関連のある体積の試料中の分析物/実体の濃度を決定することができる。分析物の濃度は、結合部位が捕捉した分析物の量を関連のある体積で割ることにより、定量化される。 In one example of a method of measuring and/or controlling the area and volume of interest by using sites with known dimensions and by limiting the incubation time, the assay involves the first plate of the CROF process (that The surface is larger than the binding site) and has a binding site of 1000 μm×1000 μm (ie the area containing the capture agent), in the closed configuration of the plate the sample containing the analyte is located above the binding site, The sample has a thickness of about 20 μm (in the region of the binding site) and an area greater than the binding site, and is incubated for a time equal to the diffusion time of the total sample thickness of the target analyte/entity. In this case, most of the analyte/entity bound to the binding site came from the sample volume at the top of the binding site, 1000 μm×1000 μm×20 μm=0.02p, because 20 μm away from the binding site. There is no time (statistically) to diffuse to the binding site in the sample part. In this case, the signal, when measured after incubation due to the analyte/entity captured by the binding site, is of interest based on the relevant area and relevant volume information (provided by the binding site). The concentration of the analyte/entity in a region and a relevant volume of the sample can be determined. Analyte concentration is quantified by dividing the amount of analyte captured by the binding site by the relevant volume.
いくつかの実施形態において、関連のある体積は、結合部位面積と試料厚さとの乗算値にほぼ等しく、試料中の標的分析物の濃度は、結合部位が捕捉した分析物の量を関連のある試料体積で割る結果にほぼ等しい。試料厚さに対する結合部位寸法の比が大きければ大きいほど、標的分析物体積の定量化方法の精度は高い(インキュベーション時間は、試料中の標的分析物が約試料厚さの距離まで拡散するのに必要な時間であると仮定する)。 In some embodiments, the volume of interest is approximately equal to the product of the binding site area and the sample thickness, and the concentration of the target analyte in the sample is related to the amount of analyte captured by the binding site. It is almost equal to the result divided by the sample volume. The greater the ratio of the binding site size to the sample thickness, the more accurate the method of quantifying the target analyte volume (incubation time is when the target analyte in the sample diffuses to a distance of about sample thickness). Suppose it is the required time).
CROFにおける広がり時間 本発明では、2つのプレートにより試料を広げる、すべての段落の方法及び装置において、閉鎖構成で試料を最終厚さまで広げるのに必要な時間は、0.001秒以下、0.01秒、0.1秒、1秒、5秒、10秒、20秒、30秒、60秒、90秒、100秒、150秒、200秒、300秒、500秒、1000秒、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 Spreading Time in CROF In the present invention, in all the methods and devices of spreading the sample by two plates, the time required to spread the sample to the final thickness in the closed configuration is less than 0.001 seconds, 0.01 Seconds, 0.1 seconds, 1 second, 5 seconds, 10 seconds, 20 seconds, 30 seconds, 60 seconds, 90 seconds, 100 seconds, 150 seconds, 200 seconds, 300 seconds, 500 seconds, 1000 seconds, or values thereof Is a range between any two.
2つのプレートにより試料を広げる、すべての段落の方法及び装置では、1つの好ましい実施形態において、閉鎖構成で試料を最終厚さまで広げるのに必要な時間は、0.001秒以下、0.01秒、0.1秒、1秒、3秒、5秒、10秒、20秒、30秒、60秒、90秒、100秒、150秒、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In the method and apparatus of all paragraphs for spreading the sample with two plates, in one preferred embodiment, the time required to spread the sample to the final thickness in the closed configuration is less than 0.001 seconds, 0.01 seconds. , 0.1 seconds, 1 second, 3 seconds, 5 seconds, 10 seconds, 20 seconds, 30 seconds, 60 seconds, 90 seconds, 100 seconds, 150 seconds, or a range between any two of these values. ..
2つのプレートにより試料を広げる、すべての段落の方法及び装置では、1つの好ましい実施形態において、閉鎖構成で試料を最終厚さまで広げるのに必要な時間は、0.001秒以下、0.01秒、0.1秒、1秒、3秒、5秒、10秒、20秒、30秒、60秒、90秒、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In the method and apparatus of all paragraphs for spreading the sample with two plates, in one preferred embodiment, the time required to spread the sample to the final thickness in the closed configuration is less than 0.001 seconds, 0.01 seconds. , 0.1 seconds, 1 second, 3 seconds, 5 seconds, 10 seconds, 20 seconds, 30 seconds, 60 seconds, 90 seconds, or a range between any two of these values.
2つのプレートにより試料を広げる、すべての段落の方法及び装置では、1つの好ましい実施形態において、閉鎖構成で試料を最終厚さまで広げるのに必要な時間は、0.001秒以下、0.01秒、0.1秒、1秒、3秒、5秒、10秒、20秒、30秒、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In the method and apparatus of all paragraphs for spreading the sample with two plates, in one preferred embodiment, the time required to spread the sample to the final thickness in the closed configuration is less than 0.001 seconds, 0.01 seconds. , 0.1 seconds, 1 second, 3 seconds, 5 seconds, 10 seconds, 20 seconds, 30 seconds, or a range between any two of these values.
2つのプレートにより試料を広げる、すべての段落の方法及び装置では、1つの好ましい実施形態において、閉鎖構成で試料を最終厚さまで広げるのに必要な時間は、0.001秒以下、0.01秒、0.1秒、1秒、3秒、5秒、10秒、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In the method and apparatus of all paragraphs for spreading the sample with two plates, in one preferred embodiment, the time required to spread the sample to the final thickness in the closed configuration is less than 0.001 seconds, 0.01 seconds. , 0.1 seconds, 1 second, 3 seconds, 5 seconds, 10 seconds, or a range between any two of these values.
2つのプレートにより試料を広げる、すべての段落の方法及び装置では、1つの好ましい実施形態において、閉鎖構成で試料を最終厚さまで広げるのに必要な時間は、0.001秒以下、0.01秒、0.1秒、1秒、3秒、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In the method and apparatus of all paragraphs for spreading the sample with two plates, in one preferred embodiment, the time required to spread the sample to the final thickness in the closed configuration is less than 0.001 seconds, 0.01 seconds. , 0.1 seconds, 1 second, 3 seconds, or any two of these values.
セクション3に記載された実施形態及びそれらの任意の組み合わせは、本発明の説明全体において他の実施形態に適用される(すなわちそれらと組み合わせられる)。
The embodiments described in
好ましい1つの実施形態において、スペーサは、金型を用いて薄いプラスチックフィルムを圧印する(例えば、ナノインプリント)ことにより、X−プレートに一体的に製造され、かつ同じ材料で製造される。 In one preferred embodiment, the spacers are made integrally with the X-plate and made of the same material by coining a thin plastic film (eg, nanoimprint) using a mold.
好ましい1つの実施形態において、スペーサは、金型を用いて薄いプラスチックフィルムを圧印する(例えば、ナノインプリント)ことにより、X−プレートに一体的に製造され、かつ同じ材料で製造され、X−プレートの厚さは、50μm〜500μmである。 In one preferred embodiment, the spacer is made integrally with the X-plate by coining a thin plastic film (eg, nanoimprint) using a mold and made of the same material, The thickness is 50 μm to 500 μm.
好ましい1つの実施形態において、スペーサは、金型を用いて薄いプラスチックフィルムを圧印する(例えば、ナノインプリント)ことにより、X−プレートに一体的に製造され、かつ同じ材料で製造され、X−プレートの厚さは、50μm〜250μmである。 In one preferred embodiment, the spacer is made integrally with the X-plate by coining a thin plastic film (eg, nanoimprint) using a mold and made of the same material, The thickness is 50 μm to 250 μm.
好ましい1つの実施形態において、スペーサは、X−プレートに一体的に製造され、かつ同じ材料で製造され、X−プレートの厚さは、50μm〜500μmである。 In one preferred embodiment, the spacers are made integrally with the X-plate and made of the same material, the thickness of the X-plate being between 50 μm and 500 μm.
好ましい1つの実施形態において、スペーサは、金型及び薄いプラスチックフィルムを用いることにより、X−プレートに一体的に製造され、かつ同じ材料で製造され、X−プレートの厚さは、50μm〜250μmである。 In one preferred embodiment, the spacer is made integrally with the X-plate by using a mold and a thin plastic film and made of the same material, the thickness of the X-plate is between 50 μm and 250 μm. is there.
好ましい1つの実施形態において、スペーサは、金型を用いて薄いプラスチックフィルムを圧印する(例えば、ナノインプリント)ことにより、X−プレートに一体的に製造され、かつ同じ材料で製造され、該プラスチックフィルムは、PMMA(ポリメチルメタクリレート)又はPS(ポリスチレン)である。 In one preferred embodiment, the spacer is made integrally with the X-plate by coining a thin plastic film with a mold (eg nanoimprinting) and made of the same material, the plastic film being , PMMA (polymethylmethacrylate) or PS (polystyrene).
好ましい1つの実施形態において、スペーサは、金型を用いて薄いプラスチックフィルムを圧印する(例えば、ナノインプリント)ことにより、X−プレートに一体的に製造され、かつ同じ材料で製造され、該プラスチックフィルムは、PMMA(ポリメチルメタクリレート)又はPS(ポリスチレン)であり、X−プレートの厚さは、50μm〜500μmである。 In one preferred embodiment, the spacer is made integrally with the X-plate by coining a thin plastic film with a mold (eg nanoimprinting) and made of the same material, the plastic film being , PMMA (polymethylmethacrylate) or PS (polystyrene), and the thickness of the X-plate is 50 μm to 500 μm.
好ましい1つの実施形態において、スペーサは、金型を用いて薄いプラスチックフィルムを圧印する(例えば、ナノインプリント)ことにより、X−プレートに一体的に製造され、かつ同じ材料で製造され、該プラスチックフィルムは、PMMA(ポリメチルメタクリレート)又はPS(ポリスチレン)であり、X−プレートの厚さは、50μm〜250μmである。 In one preferred embodiment, the spacer is made integrally with the X-plate by coining a thin plastic film with a mold (eg nanoimprinting) and made of the same material, the plastic film being , PMMA (polymethylmethacrylate) or PS (polystyrene), and the thickness of the X-plate is 50 μm to 250 μm.
好ましい1つの実施形態において、スペーサは、金型を用いて薄いプラスチックフィルムを圧印する(例えば、ナノインプリント)ことにより、X−プレートに一体的に製造され、かつ同じ材料で製造され、該プラスチックフィルムは、PMMA(ポリメチルメタクリレート)又はPS(ポリスチレン)であり、スペーサは、正方形又は長方形の形状を有し、同じスペーサ高さを有する。 In one preferred embodiment, the spacer is made integrally with the X-plate by coining a thin plastic film with a mold (eg nanoimprinting) and made of the same material, the plastic film being , PMMA (polymethylmethacrylate) or PS (polystyrene), the spacers have a square or rectangular shape and have the same spacer height.
好ましい1つの実施形態において、スペーサは、正方形又は長方形の形状を有する(円角を有するか又はない)。 In one preferred embodiment, the spacer has a square or rectangular shape (with or without circular corners).
好ましい1つの実施形態において、スペーサは、正方形又は長方形の柱を有し、柱の幅(各横方向でのスペーサの幅)は1μm〜200μmにあり、柱の周期(すなわち、スペーサ周期)は2μm〜2000μmにあり、柱の高さ(すなわち、スペーサの高さ)は1μm〜100μmにある。 In one preferred embodiment, the spacers have square or rectangular pillars, the pillar width (width of the spacer in each lateral direction) is between 1 μm and 200 μm, and the pillar period (ie, spacer period) is 2 μm. ˜2000 μm and the height of the pillars (ie the height of the spacers) is between 1 μm and 100 μm.
好ましい1つの実施形態において、PMMA又はPSで製造されたスペーサは、正方形又は長方形の柱を有し、柱の幅(各横方向でのスペーサの幅)は1μm〜200μmにあり、柱の周期(すなわち、スペーサ周期)は2μm〜2000μmにあり、柱の高さ(すなわち、スペーサの高さ)は1μm〜100μmにある。 In one preferred embodiment, the spacers made of PMMA or PS have square or rectangular pillars, the width of the pillars (width of the spacer in each lateral direction) is between 1 μm and 200 μm, and the period of the pillars ( That is, the spacer period) is 2 μm to 2000 μm, and the height of the columns (that is, the spacer height) is 1 μm to 100 μm.
好ましい1つの実施形態において、スペーサは、Xプレートに一体的に製造され、かつプラスチック材料で製造され、前記スペーサは正方形又は長方形の柱を有し、柱の幅(各横方向でのスペーサの幅)は1μm〜200μmにあり、柱の周期(すなわち、スペーサ周期)は2μm〜2000μmにあり、柱の高さ(すなわち、スペーサの高さ)は1μm〜100μmにある。 In a preferred embodiment, the spacer is manufactured integrally with the X-plate and is made of a plastic material, said spacer having square or rectangular columns, the width of the columns (width of the spacer in each lateral direction). ) Is from 1 μm to 200 μm, the column period (ie, spacer period) is from 2 μm to 2000 μm, and the column height (ie, spacer height) is from 1 μm to 100 μm.
好ましい1つの実施形態において、スペーサは、Xプレートに一体的に製造され、かつ同じ材料で製造され、前記スペーサに正方形又は長方形の柱を有し、柱の幅(各横方向でのスペーサの幅)は1μm〜200μmにあり、柱の周期(すなわち、スペーサ周期)は2μm〜2000μmにあり、柱の高さ(すなわち、スペーサの高さ)は1μm〜10μmにある。 In one preferred embodiment, the spacer is manufactured integrally with the X-plate and made of the same material, with the spacer having square or rectangular columns, the width of the columns (width of the spacer in each lateral direction). ) Is between 1 μm and 200 μm, the period of the columns (ie the spacer period) is between 2 μm and 2000 μm, and the height of the columns (ie the height of the spacers) is between 1 μm and 10 μm.
好ましい1つの実施形態において、スペーサは、Xプレートに一体的に製造され、かつPS又はPMMA又は他のプラスチックから選択される同じ材料で製造され、前記スペーサは正方形又は長方形の柱を有し、柱の幅(各横方向でのスペーサの幅)は1μm〜200μmにあり、柱の周期(すなわち、スペーサ周期)は2μm〜2000μmにあり、柱の高さ(すなわち、スペーサの高さ)は10μm〜50μmにある。 In one preferred embodiment, the spacers are made integrally with the X-plate and made of the same material selected from PS or PMMA or other plastics, said spacers having square or rectangular posts, Has a width (width of the spacer in each lateral direction) of 1 μm to 200 μm, a period of columns (ie, spacer period) is 2 μm to 2000 μm, and a height of columns (ie, height of spacers) is 10 μm to 50 μm.
CROF装置の1つの好ましい実施形態において、1つのプレートは、Xプレートであり、他のプレートは、平面薄膜であり、少なくとも1つのプレートの厚さは10μm〜250μmにあり、スペーサはXプレート上に固定され、プレートとスペーサの材料は同じであってもよく異なってもよく、かつPMMA(ポリメチルメタクリレート)、PS(ポリスチレン)又はPMMA又はPSと類似した機械的特性を有する類似材料で製造される。 In one preferred embodiment of the CROF device, one plate is an X plate, the other plate is a planar thin film, the thickness of at least one plate is between 10 μm and 250 μm, and the spacer is on the X plate. Fixed, the plate and spacer materials may be the same or different and are made of PMMA (polymethylmethacrylate), PS (polystyrene) or similar material with mechanical properties similar to PMMA or PS ..
CROF装置の1つの好ましい実施形態において、1つのプレートは、Xプレートであり、他のプレートは、平面薄膜であり、少なくとも1つのプレートの厚さは250μm〜500μmにあり、スペーサはXプレート上に固定され、プレートとスペーサの材料は同じであってもよく異なってもよく、かつPMMA(ポリメチルメタクリレート)、PS(ポリスチレン)又はPMMA又はPSと類似した機械的特性を有する類似材料で製造される。 In one preferred embodiment of the CROF device, one plate is an X plate, the other plate is a planar thin film, the thickness of at least one plate is between 250 μm and 500 μm, and the spacer is on the X plate. Fixed, the plate and spacer materials may be the same or different and are made of PMMA (polymethylmethacrylate), PS (polystyrene) or similar material with mechanical properties similar to PMMA or PS .
CROF装置の1つの好ましい実施形態において、1つのプレートは、Xプレートであり、他のプレートは、平面薄膜であり、少なくとも1つのプレートの厚さは10μm〜250μmにあり、スペーサはXプレート上に固定され、スペーサは正方形又は長方形柱のアレイであり、柱の幅(各横方向でのスペーサの幅)は1μm〜200μmにあり、柱の周期(すなわち、スペーサ周期)は2μm〜2000μmにあり、柱の高さ(すなわち、スペーサの高さ)は1μm〜100μmにあり、プレートとスペーサの材料は同じであってもよく異なってもよく、かつPMMA(ポリメチルメタクリレート)、PS(ポリスチレン)又はPMMA又はPSと類似した機械的特性を有する類似材料で製造される。 In one preferred embodiment of the CROF device, one plate is an X plate, the other plate is a planar thin film, the thickness of at least one plate is between 10 μm and 250 μm, and the spacer is on the X plate. Fixed, the spacer is an array of square or rectangular columns, the column width (width of the spacer in each lateral direction) is between 1 μm and 200 μm, the column period (ie the spacer period) is between 2 μm and 2000 μm, The height of the pillar (that is, the height of the spacer) is 1 μm to 100 μm, the material of the plate and the spacer may be the same or different, and PMMA (polymethylmethacrylate), PS (polystyrene) or PMMA. Alternatively, it is made of a similar material with mechanical properties similar to PS.
以上の段落における「類似」は、機械的特性差異が60%以内にあることを指す。 “Similar” in the above paragraphs means that the difference in mechanical properties is within 60%.
保護リング いくつかの実施形態において、試料がプレート表面から流出することを防止する保護リングを有する。保護リングのいくつかの実施形態において、それが試料領域を中心として封止された壁である。壁の高さは、スペーサの高さと等しいか又はそれと等しくない。壁は、試料計測領域から離れてもよい。 Guard Ring In some embodiments, a guard ring is provided to prevent the sample from escaping the plate surface. In some embodiments of the guard ring, it is a wall sealed about the sample area. The wall height is or is not equal to the spacer height. The wall may be separated from the sample measurement area.
CROFプロセスにおける可動プレートは、ヒンジ、ステージ、又はいくつかの他の位置決めシステムを含むこと及び/又はそれらに結合することができ、該システムはプレートを開放構成と閉鎖構成との間に変換するように構成される。少なくとも1つの継手及び/又は少なくとも1つのプレートは、前記開放と閉鎖構成を実現するのに十分可撓性であるという条件で、可動プレートは、プレート間の空間に入るための開口部を残す(例えば、試料を挿入及び/又は除去する)方法で、1つ以上の継手と結合することができる。膜ポンプは、可動プレートと考えられない。 The movable plate in the CROF process may include and/or be coupled to a hinge, stage, or some other positioning system, which system converts the plate between an open configuration and a closed configuration. Is composed of. The movable plate leaves an opening for entry into the space between the plates, provided that the at least one joint and/or the at least one plate are sufficiently flexible to achieve the open and closed configurations ( For example, a sample can be inserted and/or removed) and associated with one or more fittings. Membrane pumps are not considered moving plates.
3.均一なプレート間隔及び試料の厚さ(U)
CROFプロセスの多くの適用において、特に間隔がマイクロメートル及び/又はナノメートルスケールである場合、プレート間隔の均一性を改善することにより、閉鎖構成での試料の厚さを改善することが望ましい。良好な均一性は、アッセイの均一性を改善することができる。本発明は、均一性を改善する方法を提供する。
3. Uniform plate spacing and sample thickness (U)
In many applications of the CROF process, it is desirable to improve the thickness of the sample in the closed configuration by improving the uniformity of the plate spacing, especially when the spacing is on the micrometer and/or nanometer scale. Good homogeneity can improve assay homogeneity. The present invention provides a method for improving uniformity.
CROFにおけるプレート間隔の均一性を低下させる要因は、(a)プレートの局部湾曲、(b)プレートの内表面の凹凸、及び(c)塵埃を含む。最終プレートの間隔が小さければ小さいほど、これらの要因の影響がより深刻になる。 Factors that reduce the uniformity of plate spacing in CROF include (a) local curvature of the plate, (b) unevenness of the inner surface of the plate, and (c) dust. The smaller the spacing of the final plates, the more severe the effect of these factors.
ピッチの均一性(そのため試料の厚さ)を改善するために、本発明は、プレートにおいて特定の設計(機械的強度、厚さ等)、例えばスペーサのサイズ、スペーサの数、スペーサのレイアウト、スペーサ間の距離、スペーサの高さ等の精度を使用して、不均一をもたらす要因を解消する。 In order to improve the pitch uniformity (and therefore the sample thickness), the present invention provides a specific design (mechanical strength, thickness, etc.) in the plate, such as spacer size, number of spacers, spacer layout, spacers. Use the accuracy of the distance between them, the height of the spacers, etc. to eliminate the factors that cause non-uniformity.
内表面の円滑度
3.1 可撓性プレートの均一な試料厚さを実現するためのスペーサ間の距離の使用
いくつかの適用において、CROFプレートの1つ又は2つを可撓性にすることが望ましい。しかしながら、図5aに示すように、可撓性プレート(例えば、プラスチック薄膜)について、スペーサ間の距離が大きすぎると、CROFプロセスでのプレートの可撓性は、隣接した2つのスペーサ間の位置での局部湾曲(例えば、くぼみ、すなわち内向きの湾曲)を起こし、試料厚さ均一性が低いことを起こす。試料厚さの低均一性は、多くの欠点、例えば、試料体積及び/又は分析物濃度決定時の大きい誤差、インキュベーション時間の変動等を有する。
Inner Surface Smoothness 3.1 Use of Distance Between Spacers to Achieve Uniform Sample Thickness of Flexible Plates In some applications making one or two of the CROF plates flexible Is desirable. However, as shown in FIG. 5a, for a flexible plate (eg, a plastic film), if the distance between the spacers is too large, the flexibility of the plate in the CROF process will be in the position between two adjacent spacers. Local curvature (e.g., indentation, i.e., inward curvature), resulting in poor sample thickness uniformity. Low sample thickness uniformity has many drawbacks, such as large errors in determining sample volume and/or analyte concentration, variations in incubation time, and the like.
本発明の1つの実施形態は、適切なスペーサ間の距離を使用することにより局部湾曲を低減し、したがって、最終試料厚さの変動を低減する解決手段を提供する。図5に示すように、スペーサ間の距離が大きすぎると、CROF装置に、平坦な試料表面を有する1つの剛性プレート、及び2つの隣接したスペーサの間に局部湾曲を有する1つの可撓性プレートを有する(図5a)。局部湾曲を低減するために、スペーサ間の距離は、可撓性プレートの臨界湾曲スパン以下に設定される(図5b)。2つのプレートはいずれも可撓性であると、スペーサ間の距離は、2つのプレートの臨界湾曲スパンの最小値よりも小さいべきである。 One embodiment of the present invention provides a solution that reduces local curvature by using suitable spacer-to-spacer distances, thus reducing variations in final sample thickness. As shown in FIG. 5, if the distance between the spacers is too large, the CROF device will have one rigid plate with a flat sample surface and one flexible plate with a local curvature between two adjacent spacers. (FIG. 5a). To reduce local curvature, the distance between the spacers is set below the critical curvature span of the flexible plate (Fig. 5b). If both plates are flexible, the distance between the spacers should be less than the minimum critical span of the two plates.
U1. 2つのプレートを用いて関連のある体積の試料の厚さを均一に調節するための方法であって
(a)試料を取得するステップであって、関連のある体積の試料の厚さが調節される、ステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な2つのプレートを取得するステップであって、1つ又は2つのプレートが可撓性であり、前期プレートの1つ又は2つ方がスペーサを含み、前記スペーサは、所定のスペーサ間の距離及び高さを有し、各スペーサはその対応するプレートに固定される、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、前期プレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、形態をである、ステップ、
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にすることにより、試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、プレートは互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料はプレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節される、ステップ
を含み、
所定のプレートについて、スペーサは、関連のある体積の試料の厚さの所定の領域についての変動を所定値よりも小さいように構成され、関連のある体積は、試料の体積の一部又は体積全体である、方法。
U1. A method for uniformly adjusting the thickness of a sample of related volume using two plates, comprising: (a) obtaining a sample, wherein the thickness of the sample of related volume is Adjusted, step,
(B) Obtaining two plates that are movable relative to each other in different configurations, one or two plates being flexible and one or two of said plates being spacers. The spacers have a predetermined distance and height between the spacers, and each spacer is fixed to its corresponding plate,
(C) depositing a sample on one or two of the previous plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the two configurations are such that the two plates are partially or completely separated and The spacing between is not adjusted by the spacers, is a step,
(D) after (c) the step of spreading the sample by placing the plates in a closed configuration, wherein the plates face each other in the closed configuration and the spacer and the associated volume of sample are located between the plates. And the thickness of the sample of the relevant volume is adjusted by the plates and spacers,
For a given plate, the spacer is configured to have a variation of the thickness of the relevant volume of the sample for a given region of less than a predetermined value, the relevant volume being a fraction of the volume of the sample or the entire volume. Is the way.
段落U1の方法において、スペーサ及びプレートの構成は、適切なスペーサ間の距離を選択することを含む。いくつかの実施形態において、スペーサ間の距離を選択することにより、許容される試料厚さの変動、所定の2つのプレート、及び圧縮方法について、圧縮方法に係る2つのプレートの湾曲は、許容される試料厚さの変動以下である。閉鎖構成にある時に、調節された試料厚さは、プレートが開放構成にある時の試料の最大厚さよりも薄くなることができる。 In the method of paragraph U1, spacer and plate configuration includes selecting an appropriate spacer distance. In some embodiments, by selecting the distance between the spacers, for allowed sample thickness variations, two plates given, and for the compression method, the curvature of the two plates due to the compression method is allowed. It is less than the fluctuation of the sample thickness. When in the closed configuration, the adjusted sample thickness can be less than the maximum thickness of the sample when the plate is in the open configuration.
U2. 関連のある体積の試料の厚さを調節するための装置であって、
異なる構成になるように互いに対して移動可能である第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
1つ又は2つのプレートが可撓性であり、前記プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、前記スペーサは、所定のスペーサ間の距離及び高さを有し、各スペーサはその対応するプレートに固定され、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、
他の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成される閉鎖構成であり、閉鎖構成において、プレートは互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料はプレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さは、プレート及びスペーサにより調節され、
所定のプレートについて、スペーサは、関連のある体積の試料の厚さの1つの領域についての厚さの変動を所定値よりも小さいように構成され、関連のある体積は、試料の体積の一部又は体積全体である、装置。
U2. A device for adjusting the thickness of a sample of related volume, comprising:
A first plate and a second plate moveable with respect to each other in different configurations,
One or two plates are flexible, and one or two of said plates comprises spacers, said spacers having a predetermined distance and height between spacers, each spacer being attached to its corresponding plate. Fixed,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two of said plates,
Another configuration is a closed configuration, which is constructed after the sample is deposited in an open configuration, in which the plates face each other and the spacer and associated volume of sample are located between the plates and are associated. The thickness of the volume sample is controlled by plates and spacers,
For a given plate, the spacer is configured to have a thickness variation for one region of the thickness of the relevant volume of the sample that is less than a predetermined value, the relevant volume being a fraction of the volume of the sample. Or a device that is the entire volume.
段落U2の装置において、スペーサ及びプレートの構成は、適切なスペーサ間の距離を選択することを含む。いくつかの実施形態において、スペーサ間の距離を選択することにより、許容される試料厚さの変動、所定の2つのプレート、及び圧縮方法について、圧縮方法に係る2つのプレートの湾曲は、許容される試料厚さの変動以下である。閉鎖構成にある時に、調節された試料厚さは、プレートが開放構成にある時の試料の最大厚さよりも薄くなることができる。 In the apparatus of paragraph U2, spacer and plate configuration includes selecting an appropriate spacer distance. In some embodiments, by selecting the distance between the spacers, for allowed sample thickness variations, two plates given, and for the compression method, the curvature of the two plates due to the compression method is allowed. It is less than the fluctuation of the sample thickness. When in the closed configuration, the adjusted sample thickness can be less than the maximum thickness of the sample when the plate is in the open configuration.
いくつかの実施形態において、スペーサ間の距離を2つのスペーサの間のプレートの湾曲よりも小さくすることにより、小さなスペーサ間の距離は、さらに可撓性薄膜(例えば、厚さが100μmのプラスチックシート)の使用を可能にする。 In some embodiments, the distance between the small spacers is further reduced by the distance between the spacers being less than the curvature of the plate between the two spacers, such as a flexible thin film (eg, a plastic sheet with a thickness of 100 μm). ) Can be used.
いくつかの実施形態において、閉鎖構成での広い領域に均一な試料厚さを備えさせるために、所定の可撓性プレートに許容される最大湾曲に対して、プレートの臨界湾曲スパンに対するスペーサ間の距離の比は、最大0.001%、最大0.001%、最大0.001%、最大0.01%、最大0.1%、最大1%、最大10%、最大20%、最大50%、最大70%、最大100%、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In some embodiments, between the spacers for the critical bending span of the plate, for the maximum bending allowed for a given flexible plate to provide uniform sample thickness over large areas in the closed configuration. The ratio of distances is 0.001% maximum, 0.001% maximum, 0.001% maximum, 0.01% maximum, 0.1% maximum, 1% maximum, 10% maximum, 20% maximum, 50% maximum. , 70% maximum, 100% maximum, or a range between any two of these values.
3.2 CROFにおける塵埃の影響を克服するための可撓性プレート及びスペーサの使用
CROFプロセスで克服する必要がある課題は、厚さがスペーサの高さよりも大きな塵埃が、スペーサの所望の最終プレート間隔(そのため試料の最終厚さ)を達成するための調節作用を破壊することができる(図6aに示す)ことである。2つの剛性プレートを使用すると、この塵埃は、プレート領域全体のスペーサ調節を破壊することができる。
3.2 Use of Flexible Plates and Spacers to Overcome the Impact of Dust in CROF The challenge that needs to be overcome in the CROF process is that dust whose thickness is greater than the height of the spacer is the desired final plate of the spacer. It is possible to destroy the regulatory action to achieve the spacing (and therefore the final thickness of the sample) (shown in Figure 6a). When using two rigid plates, this dust can destroy the spacer adjustment over the plate area.
本発明の特定の実施形態は、可撓性プレートとスペーサとの間の適切な距離を使用して塵埃の周りの小さな領域における塵埃の影響を制限し、同時に小さな領域外の領域が、スペーサで設定(調節)された最終プレート間隔及び試料厚さを備えることを可能にすることにより、該問題を解決する。 Certain embodiments of the present invention use an appropriate distance between the flexible plate and the spacer to limit the effect of dust in a small area around the dust while at the same time the area outside the small area is the spacer. The problem is solved by allowing to have a set (adjusted) final plate spacing and sample thickness.
例えば図6bに示すように、塵埃の影響を克服するために、適切な可撓性を備えた1つの可撓性プレートを使用して塵埃の面積を制限し、かつそれをスペーサが固定された剛性プレートとともに使用する。図6cは、塵埃の影響を低減する他の実施形態を示し、スペーサが可撓性プレート上に固定される。明らかに、他の実施形態において、2つのプレートはいずれも可撓性である。 To overcome the effects of dust, one flexible plate with suitable flexibility was used to limit the area of the dust and to which it was fixed, as shown in FIG. 6b. For use with rigid plates. FIG. 6c shows another embodiment for reducing the effect of dust, in which the spacers are fixed on the flexible plate. Obviously, in other embodiments, the two plates are both flexible.
プレートの厚さ及び機械的特性から、CROFプロセスにおける塵埃の影響を最小化する適切なプレートの可撓性を選択することができる。例に示した検査に基づいて、好ましい実施形態は以下のとおりである。 From the thickness and mechanical properties of the plate, the appropriate plate flexibility that minimizes the effects of dust in the CROF process can be selected. Based on the examination shown in the example, the preferred embodiment is as follows.
U3. 関連のある体積の試料の厚さの調節への塵埃の影響を最小化するための方法であって、
(a)試料を取得するステップであって、関連のある体積の試料の厚さが調節される、ステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な2つのプレートを取得するステップであって、1つ又は2つのプレートが可撓性であり、前記プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、前記スペーサは、所定のスペーサ間の距離及び高さを有し、各スペーサは、その対応するプレートに固定される、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にすることにより、試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、プレートは互いに対向し、スペーサ、関連のある体積の試料、及びスペーサの高さよりも大きい厚さの1つ以上の塵埃は、前記プレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さは、プレート及びスペーサにより調節される、ステップ
を含み、
前記スペーサ及び前記プレートは、2つのプレートの間の塵埃により影響された面積を最小化するように構成され、塵埃により影響された領域において、塵埃阻止スペーサは、塵埃なしの場合と同じようにプレートの閉鎖構成において領域内のプレート間の最終間隔を調節し、関連のある体積は、試料の体積の一部又は体積全体である、方法。
U3. A method for minimizing the effect of dust on adjusting the thickness of a sample of relevant volume, comprising:
(A) obtaining a sample, wherein the thickness of the relevant volume of the sample is adjusted,
(B) obtaining two plates that are movable relative to each other in different configurations, one or two of the plates being flexible and one or two of said plates comprising spacers , The spacers have a predetermined distance and height between the spacers, and each spacer is fixed to its corresponding plate,
(C) depositing the sample on one or two of said plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the two configurations are such that the two plates are partially or completely separated and The spacing between is not adjusted by the spacer, is a step,
(D) after (c) the step of spreading the sample by placing the plate in a closed configuration, wherein the plates face each other in the closed configuration, and the spacer, the associated volume of sample and the height of the spacer One or more dusts of even greater thickness are located between the plates, and the thickness of the sample of associated volume is adjusted by the plates and spacers;
The spacer and the plate are configured to minimize the dust-affected area between the two plates, and in the dust-affected area, the dust-blocking spacer is similar to the plate without dust. Adjusting the final spacing between the plates in the region in the closed configuration of, the relevant volume being a portion of or the entire volume of the sample.
段落U3の方法において、塵埃の影響領域を最小化するためのスペーサとプレートの構成は、可撓性プレートの適切な厚さ及び機械的特性を選択することを含む。 In the method of paragraph U3, configuring the spacers and plates to minimize the area of influence of dust includes selecting an appropriate thickness and mechanical properties of the flexible plate.
いくつかの実施形態において、スペーサ間の距離を選択することにより、許容される試料厚さの変動、所定の2つのプレート、及び圧縮方法について、圧縮方法に係る2つのプレートの湾曲は、許容される試料厚さの変動以下である。閉鎖構成にある時に、調節された試料厚さは、プレートが開放構成にある時の試料の最大厚さよりも薄くなることができる。 In some embodiments, by selecting the distance between the spacers, for allowed sample thickness variations, two plates given, and for the compression method, the curvature of the two plates due to the compression method is allowed. It is less than the fluctuation of the sample thickness. When in the closed configuration, the adjusted sample thickness can be less than the maximum thickness of the sample when the plate is in the open configuration.
前記プレートの可撓性を記載する。 The flexibility of the plate is described.
U4. 関連のある体積の試料の厚さ調節への塵埃の影響を最小化するための装置であって、
異なる構造になるように互いに対して移動可能であり、各プレートが、試料と接触する試料接触表面を有し、プレートの1つ又は2つのプレートが可撓性である、第1のプレート及び第2のプレート、
所定のスペーサ間の距離及び高さを有し、各スペーサが、それぞれ対応するプレートに固定される、プレートの1つ又は2つの試料接触表面上のスペーサ
を含み、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、
他の構成は、開放構成で試料が付着した後に構成される閉鎖構成であり、閉鎖構成において、プレートは互いに対向し、スペーサ、関連のある体積の試料、及びスペーサの高さよりも大きい厚さの1つ以上の塵埃は、プレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さは、プレート及びスペーサにより調節され、かつ
スペーサ及びプレートは、2つのプレートの間の塵埃により影響された面積を最小化するように構成され、塵埃により影響された領域は、プレート及びスペーサが塵埃なしの領域のように試料厚さを調節することがもはやできないプレートの内表面の領域であり、関連のある体積は、試料の体積の一部又は体積全体である、装置。
U4. A device for minimizing the effect of dust on the thickness adjustment of a sample of relevant volume,
A first plate and a second plate that are movable relative to each other to form a different structure, each plate having a sample contacting surface for contacting a sample, and one or two of the plates being flexible. Two plates,
Comprising spacers on one or two sample contacting surfaces of the plate, each spacer having a predetermined distance and height between the spacers, each spacer being secured to a corresponding plate,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two of said plates,
Another configuration is a closed configuration, which is configured after the sample is deposited in the open configuration, in which the plates face each other and have a spacer, an associated volume of sample, and a thickness greater than the height of the spacer. One or more dusts are located between the plates, the thickness of the sample of the relevant volume is adjusted by the plates and spacers, and the spacers and plates are the area affected by the dusts between the two plates. The area affected by the dust, which is configured to minimize, is the area of the inner surface of the plate where the plate and spacers can no longer adjust the sample thickness like the dust-free area and is relevant. The volume of the device is a portion or the entire volume of the sample.
3.3 表面平坦度の変動による影響を低減するためのスペーサの使用
実際に、表面が完全に平坦なプレートはない。図7aに示すように、CROFにおいて、所望の試料厚さに比べて、表面の平坦度の変動は非常に大きくなることができ、これにより試料厚さを決定した時に大きな誤差を起こす可能性がある。CROFにおける最終試料の厚さが薄ければ薄いほど(例えば、マイクロメートル又はナノメートルで配列される)、表面平坦度の変動はますます顕著な誤差を起こすことができる。
3.3 Use of spacers to reduce the effects of surface flatness variations In practice, no plate has a perfectly flat surface. As shown in FIG. 7a, in CROF, the variation in surface flatness can be very large compared to the desired sample thickness, which can cause a large error when determining the sample thickness. is there. The thinner the final sample in the CROF (for example, arranged in micrometers or nanometers), the variation in surface flatness can cause increasingly significant errors.
表面平坦度変動は、プレートの表面平坦度変動距離により特徴付けられ、λは、表面高さの局部最大値から隣接する局部最小値までの距離(図7bに示す)である。 The surface flatness variation is characterized by the plate's surface flatness variation distance, where λ is the distance from a local maximum in surface height to an adjacent local minimum (shown in Figure 7b).
本発明は、CROFプロセスにおいて閉鎖構成での最終試料厚さ変動を、プレートが開放構成にある時に存在するプレート試料表面上の表面平坦度変動よりも小さくする方法を提供する。本発明において、最終試料厚さ均一性を実現するための重要な方法は、可撓性プレート、適切なスペーサ間の距離及び適切な圧力(図7c及び図7dに示す)を使用することである。 The present invention provides a method for making the final sample thickness variation in the closed configuration in the CROF process less than the surface flatness variation on the plate sample surface that is present when the plate is in the open configuration. In the present invention, an important way to achieve final sample thickness uniformity is to use flexible plates, proper spacer distance and proper pressure (shown in Figures 7c and 7d). ..
CROFプロセスにおける1つの剛性プレート及び可撓性プレートの使用を考慮すると、プレートの開放構成において、剛性プレートの試料表面に良好な平坦度を有するが、可撓性プレートの試料表面に顕著な表面平坦度変動を有し(すなわち、予想された最終試料厚さに比べてより顕著である)、図7a及び7bに示される。本発明は、(i)初期表面平坦度変動距離よりも小さなスペーサ間の距離、(ii)閉鎖構成での試料とプレートとの間の可撓性プレートを変形させる適切な圧縮力及び/又は適切な毛管力、(iii)可撓性プレートの適切な可撓性により、開放構成での試料表面の初期平坦度変動を校正することにより(例えば平坦度変動を小さくする)、プレートの最終形態において、可撓性プレートの試料表面が変形し、剛性プレートの平坦な表面の輪郭と一致する(図7c)。また、最終試料厚さの変動を低減するために、スペーサ間の距離も可撓性プレートの臨界湾曲スパンよりも小さいべきである。 Considering the use of one rigid plate and a flexible plate in the CROF process, the open configuration of the plate has good flatness on the sample surface of the rigid plate, but significant surface flatness on the sample surface of the flexible plate. It has a degree variation (i.e., is more pronounced compared to the expected final sample thickness) and is shown in Figures 7a and 7b. The present invention provides (i) a distance between spacers that is less than the initial surface flatness variation distance, (ii) an appropriate compressive force and/or an appropriate compressive force to deform the flexible plate between the sample and the plate in the closed configuration. In the final form of the plate, by calibrating the initial flatness variation of the sample surface in the open configuration (eg, reducing the flatness variation), by appropriate capillary force, (iii) proper flexibility of the flexible plate. , The sample surface of the flexible plate is deformed to match the contour of the flat surface of the rigid plate (Fig. 7c). Also, the distance between the spacers should be less than the critical bending span of the flexible plate to reduce variations in final sample thickness.
上記表面平坦度の変動を校正する方法は、(a)可撓性プレートに円滑な試料表面を有する間の剛性プレートに顕著な初期試料表面の平坦度変動を有する場合、(b)可撓性プレートと剛性プレートのその予想される試料表面にいずれも顕著な平坦度変動を有する場合、及び(c)2つのプレートはいずれも可撓性であり、1つ又は2つのプレートの試料表面に顕著な表面平坦度変動を有する(図7d)場合にも適用される。 The method of calibrating the variation of surface flatness is (b) flexible when the rigid plate has a significant initial sample surface flatness variation while the flexible plate has a smooth sample surface. If both the plate and the rigid plate have significant flatness variations on their expected sample surfaces, and (c) both plates are flexible and are noticeable on the sample surface of one or two plates. It also applies to the case with a large surface flatness variation (FIG. 7d).
U5. CROFプロセスにおける関連のある体積の試料の最終厚さの均一性へのプレートの表面平坦度変動の影響を低減するための方法であって、
(a)試料を取得するステップであって、関連のある体積の試料の厚さが調節される、ステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な2つのプレートを取得するステップであって、プレートの1つ又は2つが可撓性であり、前記プレートの1つ又は2つが表面平坦度変動を有し、かつ前記プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、前記スペーサは、所定の高さを有し、各スペーサはその対応するプレートに固定される、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にすることにより、試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、プレートは互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料はプレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さが、プレート及びスペーサにより調節される、ステップ
を含み、
スペーサ及びプレートは、閉鎖構成での関連のある体積の試料の厚さ変動がプレートの開放構成での表面平坦度変動よりも小さいように構成され、関連のある体積は、試料の体積の一部又は体積全体である、方法。
U5. A method for reducing the effect of surface flatness variation of a plate on the final thickness uniformity of a sample of relevant volume in a CROF process, comprising:
(A) obtaining a sample, wherein the thickness of the relevant volume of the sample is adjusted,
(B) obtaining two plates that are movable relative to each other in different configurations, one or two of the plates being flexible and one or two of said plates being surface flat. Having a variation and one or two of said plates comprises spacers, said spacers having a predetermined height, each spacer being fixed to its corresponding plate,
(C) depositing the sample on one or two of said plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the two configurations are such that the two plates are partially or completely separated and The spacing between is not adjusted by the spacer, is a step,
(D) after (c) the step of spreading the sample by placing the plates in a closed configuration, wherein the plates face each other in the closed configuration and the spacer and the associated volume of sample are located between the plates. And the thickness of the relevant volume of sample is adjusted by plates and spacers,
The spacer and plate are configured such that the thickness variation of the relevant volume of the sample in the closed configuration is less than the surface flatness variation of the open configuration of the plate, the relevant volume being a fraction of the volume of the sample. Or the entire volume.
U6. 関連のある体積の試料の厚さ均一性調節へのプレートの表面平坦度変動の影響を低減するための装置であって
異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、プレートの1つ又は2つが可撓性であり、かつ前記プレートの1つ又は2つが表面平坦度変動を有する、第1のプレート及び第2のプレート、
前記プレートの1つ又は2つの上に固定され、所定の高さを有する、スペーサ
を含み、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、
他の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成される閉鎖構成であり、閉鎖構成において、プレートは互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料はプレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さは、プレート及びスペーサにより調節され、
スペーサ及びプレートは、閉鎖構成での関連のある体積の試料の厚さ変動がプレートの開放構成での表面平坦度変動よりも小さいように構成され、関連のある体積は、試料の体積の一部又は体積全体であり、関連のある体積の平均寸法は、開放構成でのプレートの表面平坦度変動よりも大きい、装置。
U6. An apparatus for reducing the effect of surface flatness variation of a plate on adjusting the thickness uniformity of a sample of related volume, which is movable relative to each other in different configurations, one of the plates or A first plate and a second plate, two of which are flexible and one or two of said plates have a surface flatness variation,
A spacer fixed on one or two of said plates and having a predetermined height,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two of said plates,
Another configuration is a closed configuration, which is constructed after the sample is deposited in an open configuration, in which the plates face each other and the spacer and associated volume of sample are located between the plates and are associated. The thickness of the volume sample is controlled by plates and spacers,
The spacer and plate are configured such that the thickness variation of the relevant volume of the sample in the closed configuration is less than the surface flatness variation of the open configuration of the plate, the relevant volume being a fraction of the volume of the sample. Or the entire volume, the average dimension of the relevant volume being greater than the surface flatness variation of the plate in the open configuration.
段落U5の方法及び段落U6の装置において、プレート表面の平坦度変動の関連のある体積の試料の最終厚さの均一性への影響を低減するスペーサ及びプレートの構成は、適切なスペーサ間の距離(IDS)を使用することを含む。1つの好ましい実施形態において、IDSは、開放構成でのプレートの初期表面平坦度変動距離以下である。 In the method of paragraph U5 and the apparatus of paragraph U6, spacer and plate configurations that reduce the effect of plate surface flatness variations on the uniformity of the final thickness of the sample of the relevant volume are provided with suitable spacer spacing. Including using (IDS). In one preferred embodiment, the IDS is less than or equal to the plate's initial surface flatness variation distance in the open configuration.
段落U5と段落U6の方法及び装置において、いくつかの実施形態において、(1)閉鎖構成でスペーサが試料内部にあることと、(2)スペーサは対応するプレートに固定されることと、(3)スペーサ間の距離が短いことと、又は(4)それらの任意の組み合わせを有する。 In the method and apparatus of paragraphs U5 and U6, in some embodiments, (1) the spacer is inside the sample in a closed configuration; (2) the spacer is fixed to a corresponding plate; ) Having a short distance between spacers, or (4) having any combination thereof.
段落U1〜U8の方法及び装置において、関連のある体積の試料の厚さを均一化するスペーサ及びプレートの構成に、上記実施形態を有する。いくつかの実施形態において、所定のスペーサ間の距離は、2つのスペーサ間のプレートの局部湾曲を制限するように構成され、関連のある体積は、試料の体積の一部又は体積全体である。 In the method and apparatus of paragraphs U1-U8, the above embodiments are included in the spacer and plate configurations that equalize the thickness of the relevant volume of the sample. In some embodiments, the distance between the given spacers is configured to limit the local curvature of the plate between the two spacers, and the relevant volume is a portion or the entire volume of the sample.
これは、プレートの1つ又は2つが、可撓性であり、様々な異なる可撓性である場合を含む。(例えば、厚さが100μmのPMMA又はPS)。 This includes the case where one or two of the plates are flexible and of various different flexibility. (For example, PMMA or PS having a thickness of 100 μm).
1つの好ましい実施形態において、1つのプレートはPMMAである。1つの好ましい実施形態において、1つのプレート(第1のプレート)は、厚さが0.5〜1.5mmのガラスであり、かつスペーサを備えず、他のプレート(第2のプレート)は、厚さが175μmのPMMAフィルムであり、かつスペーサのアレイを備え、スペーサは、円角を有する矩形柱(x方向での寸法が40μmで、y方向での寸法が30μmである)であり、x方向での周期が120μmで、y方向での寸法が110μmである(それにより、スペーサ間の距離はx方向とy方向でいずれも80μmである)。 In one preferred embodiment, one plate is PMMA. In one preferred embodiment, one plate (first plate) is glass with a thickness of 0.5-1.5 mm and is not provided with spacers, the other plate (second plate) is A 175 μm thick PMMA film, and comprising an array of spacers, the spacers being rectangular columns with a circular angle (dimensions in the x direction of 40 μm and dimensions in the y direction of 30 μm), x The period has a period of 120 μm and the dimension in the y direction is 110 μm (therefore, the distance between the spacers is 80 μm in both the x direction and the y direction).
セクション3の方法及び装置において、閉鎖構成での試料内のスペーサのいくつかの実施形態において、スペーサの材料及びプレートは、セクション2の実施形態である。
In the method and apparatus of
段落U1〜6の方法及び装置において、いくつかの実施形態において、柱の高さに対する柱の幅(又は横方向平均寸法)の比は、0.01以上、0.1以上、1以上、1.5以上、2以上、3以上、5以上、10以上、50以上、100以上、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In the methods and apparatus of paragraphs U1-6, in some embodiments, the ratio of column width (or lateral average dimension) to column height is 0.01 or greater, 0.1 or greater, 1 or greater, 1 or greater. 0.5 or more, 2 or more, 3 or more, 5 or more, 10 or more, 50 or more, 100 or more, or a range between any two of these values.
段落U1〜6の方法及び装置において、好ましい実施形態において、柱の高さに対する柱の幅(又は横方向平均寸法)の比は、1、1.5、2、10、20、30、50、100、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In the methods and apparatus of paragraphs U1-6, in a preferred embodiment, the ratio of column width (or lateral average dimension) to column height is 1, 1.5, 2, 10, 20, 30, 50, 100, or a range between any two of these values.
段落U1〜6の方法及び装置において、いくつかの実施形態において、柱の幅(又は横方向平均寸法)に対する柱の周期の比は、1.01、1.1、1.2、1.5、1.7、2、3、5、7、10、20、50、100、500、1000、10,000、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In the methods and apparatus of paragraphs U1-6, in some embodiments, the ratio of the period of the columns to the width (or average lateral dimension) of the columns is 1.01, 1.1, 1.2, 1.5. , 1.7, 2, 3, 5, 7, 10, 20, 50, 100, 500, 1000, 10,000, or a range between any two of these values.
段落U1〜6の方法及び装置において、好ましい実施形態において、柱の幅(又は横方向平均寸法)に対する柱の周期の比は、1.2、1.5、1.7、2、3、5、7、10、20、30、又はいずれかの2つのこれらの値の間の範囲である。 In the methods and apparatus of paragraphs U1-6, in a preferred embodiment, the ratio of column period to column width (or lateral average dimension) is 1.2, 1.5, 1.7, 2, 3, 5. , 7, 10, 20, 30, or any two between these values.
段落U1〜6の方法及び装置において、好ましい実施形態において、柱の幅(又は横方向平均寸法)に対する柱の周期の比は、1.2、1.5、1.7、2、3、5、7、10、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In the methods and apparatus of paragraphs U1-6, in a preferred embodiment, the ratio of column period to column width (or lateral average dimension) is 1.2, 1.5, 1.7, 2, 3, 5. , 7, 10, or a range between any two of these values.
c)例えば、血球計算適用では、好ましいX−プレートの柱の高さは1μm〜5μmにあり、柱の幅は2μm〜30μmにあり、柱の周期は、4μm〜300μmにある。 c) For example, for hemocytometry applications, the preferred X-plate column height is between 1 μm and 5 μm, the column width is between 2 μm and 30 μm, and the column period is between 4 μm and 300 μm.
d)例えば、免疫学的アッセイ適用では、好ましいX−プレートの柱の高さは5μm〜50μmであり、柱の幅は10μm〜250μmであり、柱の周期は20μm〜2500μmである。 d) For example, in immunological assay applications, the column height of the preferred X-plate is 5 μm to 50 μm, the column width is 10 μm to 250 μm, and the column period is 20 μm to 2500 μm.
セクション3に記載された実施形態及びそれらの任意の組み合わせは、本発明の説明全体において他の実施形態に適用される(すなわちそれらと組み合わせられる)。
The embodiments described in
いくつかの実施形態において、他の要素も試料厚さ均一性の制御に使用され、これらの要素は試料面積、プレート機械的性質、閉鎖構成下の最終的な試料厚さ及びプレート表面湿潤特性を含むがそれらに限定されることはない。 In some embodiments, other factors are also used to control sample thickness uniformity, such factors as sample area, plate mechanical properties, final sample thickness under closed configuration and plate surface wetting properties. Including but not limited to.
以下ではセクション1及びほかの開示内容における方法及び装置のいくつかの好ましい実施形態である。
Below are some preferred embodiments of the method and apparatus in
1つの好ましい実施形態において、スペーサは周期的な正方形アレイであり、そのうちスペーサは、高さが2μm〜4μmで、平均横方向寸法が5μm〜20μmで、スペーサの間の間隔が1μm〜100μmである柱状のものである。 In one preferred embodiment, the spacers are periodic square arrays, of which the spacers have a height of 2 μm to 4 μm, an average lateral dimension of 5 μm to 20 μm, and a spacing between the spacers of 1 μm to 100 μm. It has a columnar shape.
1つの好ましい実施形態において、スペーサは周期的な正方形アレイであり、スペーサは、高さが2μm〜4μmで、平均横方向寸法が5μm〜20μmで、スペーサの間の間隔が100μm〜250μmである柱状のものである。 In one preferred embodiment, the spacers are periodic square arrays, the spacers having a height of 2 μm to 4 μm, a mean lateral dimension of 5 μm to 20 μm, and a spacing between the spacers of 100 μm to 250 μm. belongs to.
1つの好ましい実施形態において、スペーサは周期的な正方形アレイであり、スペーサは、高さが4μm〜50μmで、平均横方向寸法が5μm〜20μmで、スペーサの間の間隔が1μm〜100μmである柱状のものである。 In one preferred embodiment, the spacers are periodic square arrays, the spacers having a height of 4 μm to 50 μm, a mean lateral dimension of 5 μm to 20 μm, and a spacing between the spacers of 1 μm to 100 μm. belongs to.
1つの好ましい実施形態において、スペーサは周期的な正方形アレイであり、そのうちスペーサは、高さが4μm〜50μmで、平均横方向寸法が5μm〜20μmで、スペーサ間の間隔が100μm〜250μmである柱状のものである。 In one preferred embodiment, the spacers are periodic square arrays, of which the spacers have a height of 4 μm to 50 μm, an average lateral dimension of 5 μm to 20 μm, and a spacing between the spacers of 100 μm to 250 μm. belongs to.
スペーサアレイの周期は、1つの好ましい実施形態において、1nm〜100nmの間にあり、別の好ましい実施形態において、100nm〜500nmの間にあり、1つの単独な好ましい実施形態において、500nm〜1000nmの間にあり、別の好ましい実施形態において、1μm(すなわち、1000nm)〜2μmの間にあり、別の好ましい実施形態において、2μm〜3μmの間にあり、別の好ましい実施形態において、3μm〜5μmの間にあり、別の好ましい実施形態において、5μm〜10μmの間にあり、別の好ましい実施形態において、10μm〜50μmの間にあり、1つの単独な好ましい実施形態において、50μm〜100μmの間にあり、1つの単独な好ましい実施形態において、100μm〜175μmの間にあり、1つの単独な好ましい実施形態において、175μm〜300μmの間にある。 The period of the spacer array is in one preferred embodiment between 1 nm and 100 nm, in another preferred embodiment between 100 nm and 500 nm, and in one single preferred embodiment between 500 nm and 1000 nm. And in another preferred embodiment between 1 μm (ie 1000 nm) and 2 μm, in another preferred embodiment between 2 μm and 3 μm, in another preferred embodiment between 3 μm and 5 μm. In another preferred embodiment between 5 μm and 10 μm, in another preferred embodiment between 10 μm and 50 μm, in one single preferred embodiment between 50 μm and 100 μm, In one single preferred embodiment, between 100 μm and 175 μm, and in one single preferred embodiment, between 175 μm and 300 μm.
4. 試料及び付着
CROF過程を使用する本発明の方法及び装置において、いくつかの方法又はこれらの方法の組み合わせにより試料を付着させる。付着の1つの特定の実施形態において、試料は1つのプレートのみに付着する。特定の実施形態において、試料は2つのプレート(すなわち第1のプレート及び第2のプレート)に付着する。
4. Sample and deposition In the method and apparatus of the present invention using the CROF process, the sample is deposited by several methods or a combination of these methods. In one particular embodiment of attachment, the sample attaches to only one plate. In certain embodiments, the sample adheres to two plates (ie, the first plate and the second plate).
試料はプレートが開放構成にある時に付着する。いくつかの実施形態において、第1のプレートと第2のプレートとは、試料付着の間互いに離れており、これにより試料は1つのプレートに付着しやすく、別のプレートを妨害することはない。例えば、第1のプレートと第2のプレートとを遠く離してもよく、これにより試料は直接的に第1のプレート又は第2のプレートに落ち、別のプレートが存在しないようにすることができる。試料付着の特定の実施形態において、第1のプレートと第2のプレートとはプレートの開放構成下に互いに一定の距離で隔て、次に試料はプレートに付着する(例えば水平流動又は他の滴落方法により)。特定の実施形態において、2つのプレートは、プレートのすべての操作過程において、接続された1つの側面(例えば縁部)(図30)を有し、2つのプレートの開閉は本の開閉に類似する。 The sample adheres when the plate is in the open configuration. In some embodiments, the first plate and the second plate are separated from each other during sample deposition, which allows the sample to adhere to one plate and not interfere with another plate. For example, the first plate and the second plate may be far apart, which allows the sample to fall directly onto the first plate or the second plate and the absence of another plate. .. In certain embodiments of sample deposition, the first plate and the second plate are spaced a distance apart from each other under the open configuration of the plate, and then the sample is deposited on the plate (eg, horizontal flow or other drip). By method). In a particular embodiment, the two plates have one side (eg edge) (FIG. 30) connected to them during all operating steps of the plate, opening and closing the two plates is similar to opening and closing a book. ..
試料の付着は単一の滴又は複数の滴であってもよい。複数の滴は1つのプレート又は2つのプレートの1つの位置又は複数の位置に落ちることができる。液滴は互いに十分に分離し、接続し、又は組み合わせることができる。 The sample attachment may be a single drop or multiple drops. Multiple drops can fall on one plate or on two plates at one or more positions. The droplets can be well separated from each other, connected, or combined.
いくつかの実施形態において、試料は一種以上の材料を含み、前記材料は共に又は別々に付着する。前記材料はそれぞれ平行又は順次付着する。 In some embodiments, the sample comprises one or more materials, said materials being attached together or separately. The materials are deposited in parallel or sequentially.
試料のプレート(すなわち第1のプレート及び第2のプレート)への付着は装置を用いて、又は被験者からプレートまで直接的に行ってもよい。いくつかの実施形態において、装置を用いて試料を付着させる。装置はピペット、針、スティック、綿棒、管、噴射器、液体ディスペンサー、チップ、スティック、インクジェット、プリンター、噴射装置等を含むがそれらに限定されることはない。特定の実施形態において、試料は試料源の試料とCROFプレートとの間の直接接触により付着し、任意の装置を使用することはない(すなわち、試料とプレートとを一緒にして両者を接触させる)。これは「直接試料付着」という用語で呼ばれる。 The attachment of the sample to the plates (ie the first plate and the second plate) may be done using the device or directly from the subject to the plates. In some embodiments, the device is used to deposit the sample. Devices include, but are not limited to, pipettes, needles, sticks, swabs, tubes, ejectors, liquid dispensers, tips, sticks, inkjets, printers, ejectors and the like. In certain embodiments, the sample is attached by direct contact between the sample of the sample source and the CROF plate, without the use of any equipment (ie, the sample and plate are brought into contact with each other). . This is referred to by the term "direct sample attachment".
試料が直接的にプレートに付着する例は、以下である:(a)穿刺された指(又は他の身体部位)とプレートとの間の直接的な接触、(b)唾液をプレートに吐き出すこと、(c)涙液とプレートとの間の直接接触により人目から涙液を取り出すこと、(d)汗液とプレートとの間の直接接触、及び(e)直接的に息をプレートに吐き出して呼気を凝結させる等。このような直接付着方法は人間及び動物に用いることができること。 Examples of direct sample attachment to the plate are: (a) direct contact between the punctured finger (or other body part) and the plate, (b) exhaling saliva onto the plate. , (C) removing the tear fluid from the eye by direct contact between the tear fluid and the plate, (d) direct contact between the sweat fluid and the plate, and (e) exhaling directly by exhaling breath to the plate. Etc. Such direct attachment methods should be applicable to humans and animals.
いくつかの実施形態において、直接及び間接(装置により)試料付着はいずれも使用される。 In some embodiments, both direct and indirect (by device) sample attachment are used.
本発明において、1つのプレート又は複数のプレートに付着した試料の体積(「試料体積」)は、最大0.001 pL(ピコリットル)、最大0.01 pL、最大0.1 pL、最大1 pL、最大10 pL、最大100 pL、最大1 nL(ナノリットル)、最大10 nL、最大100 nL、最大1μL(マイクロリットル)、最大10μL、最大100μL、最大1 mL(ミリリットル)、最大10 mL又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。
In the present invention, the volume of the sample adhered to one plate or a plurality of plates (“sample volume”) is 0.001 pL (picoliter) at maximum, 0.01 pL at maximum, 0.1 pL at maximum, and 1 pL at maximum. ,
いくつかの実施形態において、試料の付着は、(a)試料を1つの又は2つのプレートに配置するステップ、及び(b)CROF過程における第2のプレートを圧縮する以外の方式を用いて試料を広げるステップを含む。試料を広げる方法は別の装置(例えばスティック、カッタ)を使用すること、ブローイング又は他を含む。 In some embodiments, sample attachment involves sample deposition using a scheme other than (a) placing the sample on one or two plates, and (b) compressing a second plate in the CROF process. Including the step of unfolding. Methods of spreading the sample include using another device (eg, stick, cutter), blowing or otherwise.
試料変形
CROF過程において、いくつかの実施形態において、試料はほぼ非圧縮性液体(形状変形下に一定の体積を保持する液体を指す)のように振る舞うため、試料厚さの変化は試料面積の変化を引き起こす。いくつかの実施形態において、試料は圧縮液体のように振る舞うが、CROF過程期間にその厚さが減少する時に、側面積はなお拡大する。特定の実施形態において、試料は液体、ゲル又はソフト固体であり、CROF過程においてその厚さが減少する時に側面積が拡大すればよい。
Sample Deformation During the CROF process, in some embodiments, the sample behaves almost like an incompressible liquid (referring to a liquid that holds a constant volume under shape deformation), so that a change in sample thickness causes a change in sample area. Cause a change. In some embodiments, the sample behaves like a compressed liquid, but the side area still expands as its thickness decreases during the CROF process. In certain embodiments, the sample is a liquid, gel or soft solid, and may have an increased side area as its thickness decreases during the CROF process.
本発明の開示において、「第1のプレート及び第2のプレートに対向する」は第1のプレート又は第2のプレート又は両者の位置及び方向を操作することにより試料を第1のプレートと第2のプレートの内表面の間にあるようにする過程である。いくつかの実施形態において、「第1のプレート及び第2のプレートに対向する」という動作は、人の手、特定の装置を有する人の手又は人の手のない自動装置により実行する。 In the disclosure of the present invention, "opposing the first plate and the second plate" means that the sample is moved to the first plate and the second plate by manipulating the position and the direction of the first plate or the second plate or both. Is the process of being between the inner surfaces of the plates. In some embodiments, the act of "facing the first plate and the second plate" is performed by a human hand, a human hand with a particular device, or an automated device without a human hand.
いくつかの実施形態において、厚さは最大1 mm、最大100μm、最大20μm、最大10μm又は最大2μmである。いくつかの実施形態において、厚さは少なくとも0.1μmである。いくつかの実施形態において、さらに厚さの計測を含む。 In some embodiments, the thickness is up to 1 mm, up to 100 μm, up to 20 μm, up to 10 μm or up to 2 μm. In some embodiments, the thickness is at least 0.1 μm. In some embodiments, further including thickness measurement.
いくつかの実施形態において、関連のある体積の試料の厚さの変動は、関連のある領域の有効直径の多くても300%、多くても100%、多くても30%、多くても10%、多くても3%、多くても1%、多くても0.3%、又は多くても0.1%である。 In some embodiments, the variation in thickness of the relevant volume of the sample is at most 300%, at most 100%, at most 30%, at most 10% of the effective diameter of the relevant region. %, at most 3%, at most 1%, at most 0.3%, or at most 0.1%.
いくつかの実施形態において、厚さは少なくとも部分的にプリセット高さにより決定される。 In some embodiments, the thickness is at least partially determined by the preset height.
5. 分析物、実体、結合部位、貯蔵部位、及び移送媒体
本発明において、実体はタンパク質、アミノ酸、核酸、脂質、炭水化物、代謝産物、細胞又はナノ粒子のうちの一種を含むがそれらに限定されることはない。
5. Analytes, Entities, Binding Sites, Storage Sites, and Transport Vehicles In the present invention, entities include but are not limited to one of proteins, amino acids, nucleic acids, lipids, carbohydrates, metabolites, cells or nanoparticles. There is no such thing.
いくつかの実施形態において、結合部位は実体に結合するように構成された結合パートナーを含む。 In some embodiments, the binding site comprises a binding partner configured to bind the entity.
いくつかの実施形態において、結合部位は該結合部位に結合された実体を含む。 In some embodiments, the binding site comprises an entity attached to the binding site.
いくつかの実施形態において、試料の配置は試料を結合部位内に配置することを含む。 In some embodiments, placing the sample comprises placing the sample within the binding site.
いくつかの実施形態において、試薬はタンパク質、アミノ酸、核酸、脂質、炭水化物及び代謝産物のうちの少なくとも一種を含む。 In some embodiments, the reagents include at least one of proteins, amino acids, nucleic acids, lipids, carbohydrates and metabolites.
特定の実施形態において、貯蔵部位は乾燥試薬を含む。 In certain embodiments, the storage site contains dry reagents.
いくつかの実施形態において、貯蔵部位は試料と接触すると貯蔵部位から放出されるように構成された試薬を含む。 In some embodiments, the storage site comprises a reagent configured to be released from the storage site upon contact with the sample.
いくつかの実施形態において、第1の貯蔵部位及び第2の貯蔵部位は1つの共同の貯蔵部位中に位置する。 In some embodiments, the first storage site and the second storage site are located in one joint storage site.
いくつかの実施形態において、移送媒体は試料である。いくつかの実施形態において、移送媒体は液体であり、ここで試薬又は実体は該液体に溶解して拡散できる。 In some embodiments, the transfer medium is a sample. In some embodiments, the transfer medium is a liquid, where the reagent or entity can dissolve and diffuse in the liquid.
いくつかの実施形態において、プレートは複数の貯蔵部位を有する。別の実施形態において、1つの貯蔵部位は様々な試薬を有する。 In some embodiments, the plate has multiple storage sites. In another embodiment, one reservoir has various reagents.
異なる放出時間 いくつかの実施形態において、プレートはプレートの異なる位置に複数の貯蔵部位を有するか又は1つの貯蔵部位に複数の試薬を保存し、試薬は貯蔵部位に試料と接触すると放出され、しかし同じ貯蔵部位の異なる試薬又は異なる貯蔵部位の試薬は異なる時間に放出される。 Different Release Times In some embodiments, the plate has multiple storage sites at different locations on the plate or stores multiple reagents in one storage site, the reagents being released upon contact with the sample at the storage sites, but Different reagents from the same storage site or reagents from different storage sites are released at different times.
いくつかの実施形態において、第1の試薬は試料と接触すると第1の平均放出時間内に第1の貯蔵部位から放出されるように配置され、第2の試薬は試料と接触すると第2の平均放出時間内に第2の貯蔵部位から放出されるように配置され、ここで第1の平均放出時間は第2の平均放出時間より小さい。 In some embodiments, the first reagent is arranged to be released from the first storage site within a first average release time upon contact with the sample, and the second reagent is disposed on the second contact upon contact with the sample. Arranged to be released from the second storage site within an average release time, wherein the first average release time is less than the second average release time.
いくつかの実施形態において、第1の試薬は試料と接触すると第1の貯蔵部位から放出されるように配置され、ここで第2の試薬は結合試薬である。 In some embodiments, the first reagent is arranged to be released from the first storage site upon contact with the sample, wherein the second reagent is the binding reagent.
いくつかの実施形態において、付着は少なくとも一種の試薬を対応するプレートに結合することを含む。 In some embodiments, attaching comprises binding at least one reagent to the corresponding plate.
いくつかの実施形態において、接触は少なくとも一種の試薬を対応するプレートから放出することを含む。 In some embodiments, contacting comprises releasing at least one reagent from the corresponding plate.
いくつかの実施形態において、付着は第1の試薬及び第2の試薬を付着することを含み、ここで接触は第2の試薬の前に第1の試薬を放出することを含む。 In some embodiments, depositing comprises depositing a first reagent and a second reagent, wherein contacting comprises releasing the first reagent prior to the second reagent.
いくつかの実施形態において、少なくとも1つのプレートは貯蔵部位を含み、該貯蔵部位は関連のある体積の試料に添加される試薬を含む。 In some embodiments, at least one plate contains a reservoir, which contains reagents that are added to the relevant volume of the sample.
いくつかの実施形態において、試薬はタンパク質、アミノ酸、核酸、脂質、炭水化物及び代謝産物のうちの少なくとも1種を含む。 In some embodiments, the reagent comprises at least one of proteins, amino acids, nucleic acids, lipids, carbohydrates and metabolites.
いくつかの実施形態において、貯蔵部位は乾燥試薬を含む。 In some embodiments, the storage site comprises dry reagents.
いくつかの実施形態において、貯蔵部位は試料と接触すると貯蔵部位から放出されるように構成された試薬を含む。 In some embodiments, the storage site comprises a reagent configured to be released from the storage site upon contact with the sample.
いくつかの実施形態において、貯蔵部位は第1の貯蔵部位であり、かつ試薬は第1の試薬であり、ここで装置は第2の貯蔵部位を含み、それは関連のある体積の試料に添加される第2の試薬を含み、ここで第2の貯蔵部位はプレートの1つに位置する。 In some embodiments, the reservoir is the first reservoir and the reagent is the first reagent, where the device comprises a second reservoir, which is added to the relevant volume of the sample. A second reagent, wherein the second storage site is located on one of the plates.
いくつかの実施形態において、第1の貯蔵部位及び第2の貯蔵部位は1つの共同の貯蔵部位中に位置する。 In some embodiments, the first storage site and the second storage site are located in one joint storage site.
いくつかの実施形態において、第1の試薬は試料と接触すると第1の平均放出時間内に第1の貯蔵部位から放出されるように配置され、第2の試薬は試料と接触すると第2の平均放出時間内に第2の貯蔵部位から放出されるように配置され、第1の平均放出時間は第2の平均放出時間より小さい。 In some embodiments, the first reagent is arranged to be released from the first storage site within a first average release time upon contact with the sample, and the second reagent is disposed on the second contact upon contact with the sample. Arranged to be released from the second storage site within an average release time, the first average release time being less than the second average release time.
いくつかの実施形態において、少なくとも一種の試薬は対応するプレートに乾燥される。 In some embodiments, at least one reagent is dried on the corresponding plate.
キットのいくつかの実施形態において、少なくとも一種の試薬は対応するプレートに結合される。 In some embodiments of the kit, at least one reagent is bound to the corresponding plate.
キットのいくつかの実施形態において、少なくとも一種の試薬は、試料と接触すると対応するプレートから放出されるように配置される。 In some embodiments of the kit, the at least one reagent is arranged to be released from the corresponding plate upon contact with the sample.
キットのいくつかの実施形態において、第1の試薬はプレートの1つ又は2つに位置し、第2の試薬はプレートの1つ又は2つに位置し、ここで第1の試薬は試料と接触すると第1の平均放出時間内に対応するプレートから放出されるように配置され、第2の試薬は試料と接触すると第2の平均放出時間内に対応するプレートから放出されるように配置され、ここで第1の平均放出時間は第2の平均放出時間より小さい。 In some embodiments of the kit, the first reagent is located on one or two of the plates and the second reagent is located on one or two of the plates, where the first reagent is on the sample. The second reagent is arranged to be released from the corresponding plate within a first average release time upon contact, and the second reagent is arranged to be released from the corresponding plate within a second average release time upon contact with the sample. , Where the first average release time is less than the second average release time.
装置のいくつかの実施形態において、貯蔵部位は第1の貯蔵部位であり、かつ試薬は第1の試薬であり、装置は第2の貯蔵部位を含み、それは関連のある体積の試料に添加される第2の試薬を含み、第2の貯蔵部位はプレートの1つに位置する。 In some embodiments of the device, the reservoir is the first reservoir and the reagent is the first reagent and the device comprises the second reservoir, which is added to the relevant volume of the sample. A second storage site, the second storage site being located on one of the plates.
6.一部の試料における局所的結合又は混合(P)
いくつかの適用において、試料全体中の分析物ではなく、一部の試料中の分析物を捕捉(すなわち結合)する結合部位を有することが望ましい。場合によって試薬を試料全体ではなく、試料の一部に添加(すなわち混合)することが望ましい。一般的には試料の一部と試料のほかの部分との間に流体的分離がないことが望ましい。多重化検出において、このような要求は好ましいか又は必要である。
6. Local binding or mixing (P) in some samples
In some applications, it is desirable to have a binding site that captures (ie, binds) the analyte in some of the samples rather than the analyte in the entire sample. In some cases it is desirable to add (ie, mix) the reagents to a portion of the sample rather than the entire sample. It is generally desirable that there be no fluid separation between one part of the sample and the other part of the sample. In multiplex detection, such a requirement is preferable or necessary.
本発明はCROF方法及び装置を使用することにより試料を厚さが試料の一部の横方向寸法より小さい超薄膜に再形成し、それにより上記要件に解決手段を提供し、ここで試料の一部の内部の分析物のみが捕捉され、又は該一部の試料のみが試薬と混合する。このようなアプローチの作業原理は以下のとおりである:試料厚さが一部の試料の横方向寸法より小さい時に、表面による分析物の捕捉又は表面上に配置された試薬の混合は主に分析物及び試薬の厚さ方向における拡散により制限され、ここで水平拡散の拡散は比較的顕著ではない。例えば、試料を厚さ5μmの薄膜に再形成すれば、試料中の捕捉する必要がある分析物の一部又は混合する必要がある試薬が5 mm×5 mmの横方向寸法を有すれば、かつ分析物又は試薬の5μmにわたる拡散時間が10秒であれば、分析物又は試薬の5 mm距離にわたる水平拡散は1,000,000秒(拡散時間は拡散距離の平方と正比例を成すため)である。これは、一定の時間間隔で、試料の関心のある部分の横方向寸法と試料厚さとの適切な比率を選択することにより、捕捉される分析物は主に関心のある試料部分に由来するか、あるいは、試薬は主に興味のある試料部分に混合される。 The present invention uses the CROF method and apparatus to reform a sample into an ultrathin film whose thickness is less than the lateral dimension of a portion of the sample, thereby providing a solution to the above requirements, where the sample Only the analyte inside the compartment is captured or only a portion of the sample mixes with the reagent. The working principle of such an approach is as follows: when the sample thickness is smaller than the lateral dimension of some samples, the capture of the analyte by the surface or the mixing of the reagents arranged on the surface is mainly analyzed. The diffusion of objects and reagents in the thickness direction is limited, where the diffusion of horizontal diffusion is relatively insignificant. For example, if the sample is reformed into a thin film of 5 μm thickness, if some of the analytes in the sample that need to be captured or reagents that need to be mixed have a lateral dimension of 5 mm×5 mm, then And if the diffusion time of the analyte or reagent over 5 μm is 10 seconds, the horizontal diffusion of the analyte or reagent over the 5 mm distance is 1,000,000 seconds (because the diffusion time is directly proportional to the square of the diffusion distance). is there. This is because, by choosing an appropriate ratio of the lateral dimension and the sample thickness of the portion of interest of the sample over a fixed time interval, the analyte to be captured is mainly derived from the sample portion of interest. Alternatively, the reagents are primarily mixed with the sample portion of interest.
6.1 試料の一部中の実体と表面との局所的結合(P:体積から表面)
P1. 関連のある体積の試料中の標的実体を表面上の結合部位に局所的に結合させるための方法であって、
(i)段落X1の方法におけるステップ(a)〜(d)を実行するステップであって、閉鎖構成における試料厚さは結合部位の平均直線寸法より顕著に小さく、関連のある体積はプレートが閉鎖構成にある時に結合部位に位置する試料体積である、ステップ、
(ii)(i)の後、プレートが閉鎖構成にある間に、
(1)関連のある時間長さで試料をインキュベートし、次にインキュベーションを停止するステップ、あるいは、
(2)関連のある時間長さの最小値以上の時間で試料をインキュベートし、次に、関連のある時間長さの最大値以下の時間内に標的実体の結合部位への結合を評価するステップ
であって、
関連のある時間長さは、
i.標的実体が閉鎖構成で均一な厚さの層の厚さにわたって拡散するのに必要な時間以上であり、かつ
ii.標的実体が横方向に結合部位の最小水平寸法にわたって拡散するのに必要な時間より顕著に短く、
(1)におけるインキュベーションの終了時又は(2)における評価の間、結合部位に結合される大部分の標的実体は関連のある体積の試料に由来し、
インキュベーションにより、標的実体が結合部位に結合することが可能となり、関連のある体積は、閉鎖構成で結合部位にある試料の一部である、ステップ
を含む、方法。
6.1 Local bond between the surface of a part of the sample and the surface (P: volume to surface)
P1. A method for locally binding a target entity in a sample of relevant volume to a binding site on a surface, comprising:
(I) Performing steps (a)-(d) in the method of paragraph X1, wherein the sample thickness in the closed configuration is significantly less than the average linear dimension of the binding site and the relevant volume is the plate closed. The sample volume located at the binding site when in the configuration, step,
(Ii) After (i), while the plate is in the closed configuration,
(1) incubating the sample for a relevant length of time and then stopping the incubation, or
(2) Incubating the sample for a time greater than or equal to the minimum relevant time length and then assessing the binding of the target entity to the binding site within a time less than or equal to the maximum relevant time length. And
The relevant length of time is
i. More than the time required for the target entity to diffuse through the thickness of the layer of uniform thickness in the closed configuration, and ii. Significantly shorter than the time required for the target entity to spread laterally across the smallest horizontal dimension of the binding site,
At the end of the incubation in (1) or during the evaluation in (2), most of the target entity bound to the binding site comes from a relevant volume of sample,
Incubation allows the target entity to bind to the binding site, the relevant volume being a part of the sample at the binding site in the closed configuration, the method comprising the steps.
段落P2の方法において、用語「関連のある体積の試料の厚さは結合部位の最小平均サイズより顕著に小さい」は、試料厚さに対する結合部位の最小平均サイズの比(「厚さに対する長さ比」と呼ばれる)が少なくとも3、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも20、少なくとも50、少なくとも100、少なくとも500、少なくとも1,000、少なくとも10,000、少なくとも100,000、又はこれらの値の間の任意の範囲にあるということを指す。好ましい実施形態において、厚さに対する長さ比は少なくとも3、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも20、少なくとも50、少なくとも100、少なくとも500、又はこれらの値の間の任意の範囲である。 In the method of paragraph P2, the term "the thickness of the sample of the relevant volume is significantly less than the minimum average size of the binding sites" means the ratio of the minimum average size of the binding sites to the sample thickness ("length to thickness"). "Ratio") is at least 3, at least 5, at least 10, at least 20, at least 50, at least 100, at least 500, at least 1,000, at least 10,000, at least 100,000, or any value between these. It is in the range of. In a preferred embodiment, the length to thickness ratio is at least 3, at least 5, at least 10, at least 20, at least 50, at least 100, at least 500, or any range between these values.
段落P2の方法では、用語「標的実体が結合部位の最小横方向寸法にわたって拡散するのに必要な時間より顕著に短い」は、試料厚さにわたって拡散するのに必要な時間に対する結合部位の最小横方向寸法にわたって拡散するのに必要な時間の比(「厚さ拡散時間に対する長さ比」と呼ばれる)は最小3、最小10、最小50、最小10、最小100、最小1,000、最小10,000、最小100,000、最小1,00,000、又はこれらの値の間の任意の範囲であるということを指す。好ましい実施形態において、厚さ拡散時間に対する長さの比は少なくとも3、少なくとも10、少なくとも50、少なくとも10、少なくとも100、少なくとも1,000、少なくとも10,000、又はこれらの値の任意の間の範囲である。 In the method of paragraph P2, the term "significantly shorter than the time required for the target entity to diffuse over the minimum lateral dimension of the binding site" refers to the minimum lateral extent of the binding site with respect to the time required for diffusion over the sample thickness. The ratio of the time required to diffuse over the directional dimension (called the "length ratio to thickness diffusion time") is at least 3, at least 10, at least 50, at least 10, at least 100, at least 1,000, at least 10, 000, a minimum of 100,000, a minimum of 100,000, or any range between these values. In a preferred embodiment, the ratio of length to thickness diffusion time is at least 3, at least 10, at least 50, at least 10, at least 100, at least 1,000, at least 10,000, or any range between these values. Is.
P2. 関連のある体積の試料中の実体を表面にある結合部位に局所的に結合させるための装置であって、
異なる構成になるように互いに対して移動可能である、第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
第1のプレートは、その表面にプレートの面積より小さい面積を有する結合部位を有し、試料中の標的実体に結合するように構成され、該標的実体は試料中に拡散でき、前記プレートの1つ又は2つがいずれもスペーサを含み、各スペーサは、その対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有し、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、
別の構成は、開放構成の試料付着の後に構成された閉鎖構成であり、かつ閉鎖構成において、プレートは互いに対向し、スペーサ、結合部位、及び少なくとも一部の試料はプレートの間に位置し、試料は結合部位の少なくとも一部と接触し、かつ関連のある体積の試料の厚さはプレート及びスペーサにより調節され、該厚さは、プレートが開放構成にある時の試料の最大厚さより小さく、関連のある体積は試料の結合部位に位置する体積であり、
スペーサの高さは、閉鎖構成下で関連のある体積の厚さを結合部位の平均直線寸法の少なくとも3分の1よりも小さいように調節するように選択される、装置。
P2. A device for locally binding an entity in a sample of a relevant volume to a binding site on a surface,
Including a first plate and a second plate movable relative to each other in a different configuration;
The first plate has a binding site on its surface having an area smaller than the area of the plate and is configured to bind to a target entity in the sample, the target entity being able to diffuse into the sample, One or two each include a spacer, each spacer being fixed to its corresponding plate and having a predetermined height,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two of said plates,
Another configuration is a closed configuration configured after sample attachment in an open configuration, and in the closed configuration, the plates face each other and the spacers, binding sites, and at least some of the sample are located between the plates, The sample is in contact with at least a portion of the binding site, and the thickness of the relevant volume of the sample is adjusted by the plates and spacers, the thickness being less than the maximum thickness of the sample when the plate is in the open configuration, The relevant volume is the volume located at the binding site of the sample,
The height of the spacers is selected to adjust the thickness of the relevant volume under the closed configuration to be less than at least one third of the average linear dimension of the binding site.
関連のある体積の厚さを結合部位の平均直線寸法の3分の1に調節することにより、実体の試料厚さにわたる拡散時間は結合部位の平均直線寸法と等しい距離にわたる拡散時間の9分の1である。このような厚さ調節はインキュベーション時間の選択を可能にし、それにより、(i)関連のある体積中の顕著な数量の標的実体は結合部位に結合され、かつ(ii)結合部位に結合される顕著な数量の標的実体は関連のある体積の試料に由来するというインキュベーション結果を達成し、インキュベーションは標的実体を結合部位に結合することを可能にするプロセスである。 By adjusting the thickness of the relevant volume to one-third of the average linear dimension of the binding site, the diffusion time over the sample thickness of the entity is 9 times less than the diffusion time over a distance equal to the average linear dimension of the binding site. It is 1. Such thickness control allows for the selection of incubation times whereby (i) a significant number of target entities in the relevant volume are bound to the binding site and (ii) to the binding site. The incubation result is that a significant amount of the target entity is derived from a relevant volume of the sample, which is a process that allows the target entity to bind to the binding site.
例えば、インキュベーション時間は実体が関連のある体積の試料の厚さにわたる拡散時間と等しいように設定される場合に、インキュベーション後に、関連のある体積内の大部分の実体はすでに結合部位に達し、かつレート方程式にしたがって結合され、当初(すなわちインキュベーション前)関連のある体積外に位置する実体は関連のある体積の周辺にのみ(比較的小さい体積)拡散でき、かつ結合部位の平均直線寸法と関連のある体積厚さとの比が大きくなるため、この体積の重要性が低減する。 For example, if the incubation time is set equal to the diffusion time over the thickness of the relevant volume of the sample, after incubation most of the entities within the relevant volume have already reached the binding site, and Entities bound according to the rate equation and located outside the relevant volume initially (ie prior to incubation) can diffuse only around the relevant volume (relatively small volume) and are associated with the mean linear dimension of the binding site. The importance of this volume is diminished as the ratio to a certain volume thickness is increased.
6.2 他のプレート表面上の結合部位へのプレート表面上に貯蔵された実体の局所的結合(表面から別の表面)
P3. 1つのプレートの貯蔵部位上に貯蔵された実体を別のプレート上の結合部位に局所的に結合するための方法であって、
(a)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、前記第1のプレートはその表面に結合部位を有し、第2のプレートは、その表面に結合部位に結合する実体を含む貯蔵部位を有し、前記結合部位の面積及び試薬部位の面積はその対応するプレートの面積より小さく、かつ前記プレートの1つ又は2つはスペーサを含み、各スペーサは、その対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有する、ステップ、
(b)前記実体が移送媒体に溶解できかつ拡散できる、移送媒体を取得するステップ、
(c)前記プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに移送媒体を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にして前記移送媒体を広げるステップであって、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ、結合部位、貯蔵部位、及び少なくとも一部の移送媒体がプレートの間に位置し、少なくとも一部の貯蔵部位が、結合部位と直面し、その間に一部の移送媒体を有し、関連のある体積の移送媒体の厚さが、プレート及びスペーサにより調節され、該厚さが、プレートが開放構成にある時の試料の最大の厚さより薄く、かつ該厚さが、プレートの表面方向上の関連のある体積の平均直線寸法より顕著に小さい、ステップ、並びに
(e)(d)の後、プレートが閉鎖構成にある間に、試料を一定の時間インキュベートしかつインキュベーションを停止させるステップであって、結合部位に結合したかなりの数の実体が、貯蔵部位からのものであるようにインキュベーション時間が選択され、関連のある体積は、結合部位にある移送媒体の体積であり、インキュベーションは結合部位への実体の結合を可能にするプロセスである、ステップ
を含む、方法。
6.2 Local binding of entities stored on a plate surface to binding sites on another plate surface (from surface to another surface)
P3. A method for locally binding an entity stored on a storage site of one plate to a binding site on another plate, the method comprising:
(A) obtaining a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, the first plate having a binding site on its surface, The plate has on its surface a storage site containing an entity that binds to the binding site, the area of said binding site and the area of the reagent site being smaller than the area of its corresponding plate, and one or two of said plates Spacers, each spacer being secured to its corresponding plate and having a predetermined height;
(B) obtaining a transport medium in which the entity is soluble and diffusible in the transport medium,
(C) depositing a transfer medium onto one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration wherein the two plates are partially or completely separated. And the spacing between the plates is not adjusted by the spacer, a step,
(D) after (c) expanding the transfer medium in a closed configuration with the plates facing each other in the closed configuration, the spacer, the binding site, the storage site, and at least a portion of the transfer medium. Are located between the plates, at least some of the storage sites face the binding sites, have some of the transport medium therebetween, and the thickness of the relevant volume of transport medium is adjusted by the plates and spacers. The thickness is less than the maximum thickness of the sample when the plate is in the open configuration, and the thickness is significantly less than the average linear dimension of the relevant volume along the surface of the plate. And (e) after (d) the step of incubating the sample for a period of time and stopping the incubation while the plate is in the closed configuration, wherein a substantial number of entities bound to the binding site are The incubation time is selected to be from, the volume of interest is the volume of the transfer medium at the binding site, and the incubation is a process that allows binding of the entity to the binding site, including steps. ,Method.
用語「少なくとも一部の貯蔵部位が結合部位と直面する」とは、該部位のある点から結合部位までの最短距離がプレートの閉鎖構成での関連のある体積の厚さと同じであることを指す。 The term "at least some storage sites face a binding site" refers to the shortest distance from a point on the site to the binding site being the same as the relevant volume thickness in the closed configuration of the plate. ..
P4. 1つのプレートの貯蔵部位上に貯蔵された実体を別のプレート上の関連のある結合部位に結合するための装置であって、
異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、前記第1のプレートはその表面に結合部位を有し、前記第2のプレートはその表面に結合部位に結合する実体を含む貯蔵部位を有し、前記結合部位の面積及び貯蔵部位の面積がそのそれぞれのプレートの面積より小さく、かつ前記プレートの1つ又は2つはスペーサを含み、各スペーサが、そのそれぞれプレートで固定され、かつ所定の高さを有する、第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ移送媒体が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、貯蔵部位上の実体が、移送媒体内に溶解でき、かつ移送媒体内に拡散でき、
別の構成は、移送媒体が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成において、前記プレートが互いに対向し、スペーサ、結合部位、貯蔵部位、及び少なくとも一部の移送媒体が前記プレートの間に位置し、少なくとも一部の貯蔵部位が、結合部位と直面し、その間に一部の移送媒体を有し、関連のある体積の移送媒体の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、かつ前記厚さが、プレートが開放構成にある時の試料の最大の厚さより薄く、
関連のある体積は、プレートが閉鎖構成にある時に貯蔵部位上にある移送媒体の体積であり、かつ
スペーサの高さは、閉鎖構成で関連のある体積の厚さを結合部位の平均直線寸法の少なくとも3分の1よりも小さいように調節するように選択され、
少なくとも1つのスペーサは試料接触領域内に位置し、
かつ、スペーサは、所定のスペーサ間距離及び高さを有する、装置。
P4. A device for binding an entity stored on a storage site of one plate to an associated binding site on another plate, comprising:
Movable relative to each other in different configurations, the first plate has a binding site on its surface, and the second plate has a storage site on its surface containing an entity that binds to the binding site. The area of the binding site and the area of the storage site is smaller than the area of its respective plate, and one or two of said plates comprises spacers, each spacer being fixed to its respective plate and having a predetermined A first plate and a second plate having a height,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the transfer medium adheres to one or two of said plates, The entity above is capable of dissolving in the transport medium and diffusing into the transport medium,
Another configuration is a closed configuration that is configured after the transfer medium is deposited in the open configuration, wherein the plates face each other and the spacer, the binding site, the storage site, and at least some of the transfer medium are in the closed configuration. Located between the plates, at least some of the storage sites facing the binding sites and having some of the transport medium therebetween, the thickness of the relevant volume of transport medium is adjusted by the plates and spacers, And said thickness is less than the maximum thickness of the sample when the plate is in the open configuration,
The volume of interest is the volume of transfer medium that is on the storage site when the plate is in the closed configuration, and the height of the spacer is the thickness of the volume of interest in the closed configuration of the average linear dimension of the binding site. Selected to adjust to at least less than one-third,
At least one spacer is located in the sample contact area,
And, the spacer has a predetermined distance and height between the spacers.
6.3 1つのプレートの複数の貯蔵部位上の実体を別のプレート上の複数の対応する結合部位に局所的に結合するための方法
P5. 1つのプレートの複数の貯蔵部位上に貯蔵された実体を別のプレート上の複数の対応する結合部位に局所的に結合するための方法であって、
(a)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、前記第1のプレートの表面は、複数の結合部位を有し、第2のプレートの表面は、複数の対応する貯蔵部位を有し、2つのプレートが対向して配置されている時に各結合部位が1つのみの貯蔵部位に重なるように各対応する貯蔵部位が結合部位の位置に対応する第2のプレートの位置に位置され、プレートの1つ又は2つはスペーサを含み、各スペーサが、その対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有する、ステップ、
(b)移送媒体を取得するステップであって、貯蔵部位にある実体が移送媒体に溶解かつ拡散できる、ステップ、
(c)前記プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに移送媒体を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にして移送媒体を広げるステップであって、閉鎖構成において、2つのプレートが互いに対向し、スペーサ、結合部位、貯蔵部位、及び少なくとも一部の移送媒体が前記プレートの間に位置し、各結合部位は、1つのみの対応する貯蔵部位と直面し、移送媒体は、各結合部位の少なくとも一部及び各貯蔵部位の一部と接触し、関連のある体積の移送媒体の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、該厚さが、プレートが開放構成にある時の移送媒体の最大の厚さより薄く、結合部位の平均直線寸法より顕著に小さい、ステップ、並びに
(e)(d)の後、プレートが閉鎖構成にある間に、試料を一定の時間インキュベートしかつインキュベーションを停止させるステップであって、各結合部位に結合したかなりの数の実体が、対応する貯蔵部位からのものであるようにインキュベーション時間が選択され、関連のある体積は結合部位にある移送媒体の体積であり、インキュベーションは、結合部位への実体の結合を可能にするプロセスである、ステップ
を含む、方法。
6.3 Method for locally binding entities on multiple storage sites on one plate to multiple corresponding binding sites on another plate P5. A method for locally binding an entity stored on a plurality of storage sites on one plate to a plurality of corresponding binding sites on another plate, the method comprising:
(A) obtaining a first plate and a second plate that are movable relative to each other so as to have different configurations, wherein the surface of the first plate has a plurality of binding sites, The surface of the second plate has a plurality of corresponding storage sites, and each corresponding storage site is bonded such that each binding site overlaps only one storage site when the two plates are arranged facing each other. Located at a position of the second plate corresponding to the position of the site, one or two of the plates including spacers, each spacer being fixed to its corresponding plate and having a predetermined height;
(B) obtaining a transfer medium, wherein the entity at the storage site is capable of dissolving and diffusing in the transfer medium,
(C) depositing a transfer medium onto one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration wherein the two plates are partially or completely separated. And the spacing between the plates is not adjusted by the spacer, a step,
(D) After (c) the step of spreading the transfer medium in the closed configuration of the plates, wherein the two plates face each other in the closed configuration, the spacer, the binding site, the storage site, and at least a portion of the transfer A medium is located between the plates, each binding site faces only one corresponding storage site, and a transfer medium contacts at least a portion of each binding site and a portion of each storage site, The thickness of the volume of transfer medium is adjusted by the plates and spacers, the thickness being less than the maximum thickness of the transfer medium when the plate is in the open configuration and significantly less than the average linear dimension of the binding site, After steps, and (e)(d), incubating the sample for a period of time and stopping the incubation while the plate is in the closed configuration, wherein a substantial number of entities bound to each binding site are present. , The incubation time is chosen to be from the corresponding storage site, the relevant volume is the volume of the transfer medium at the binding site, and the incubation is a process that allows binding of the entity to the binding site. A method comprising the steps of:
いくつかの実施形態において、前記間隔は試料結合領域に限定される。 In some embodiments, the spacing is limited to the sample binding area.
方法P5のいくつかの実施形態において、移送媒体は、標的分析物を有する試料であり、結合部位は捕捉剤を含み、貯蔵部位における実体は検出剤であり、標的分析物は、捕捉剤−分析物−検出剤サンドイッチを形成するように捕捉剤及び検出剤に結合する。方法P5は、アッセイステップを簡略化し、かつ、より小さいスペーサの高さを使用することでアッセイ時間を短縮してより短い飽和アッセイ時間のための分析物及び検出剤の両方ともに関するより薄い試料厚さ及びより短い垂直拡散時間を有することができる。 In some embodiments of Method P5, the transfer medium is a sample having a target analyte, the binding site comprises a capture agent, the entity at the storage site is a detection agent, and the target analyte is a capture agent-analyte. It binds to the capture and detection agents to form an object-detection agent sandwich. Method P5 simplifies the assay step and shortens the assay time by using smaller spacer heights, resulting in a thinner sample thickness for both analyte and detection agent for shorter saturation assay times. And shorter vertical diffusion times.
P6. 1つのプレートの複数の貯蔵部位上に貯蔵された実体を別のプレート上の複数の対応する結合部位に局所的に結合するための装置であって、
異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
前記第1のプレートの表面は、複数の結合部位を有し、第2のプレートの表面は、複数の対応する貯蔵部位を有し、2つのプレートが対向して配置されている時に各結合部位が1つのみの貯蔵部位に重なるように各対応する貯蔵部位が、結合部位の位置に対応する第2のプレートの位置に位置し、前記プレートの1つ又は2つはスペーサを含み、各スペーサが、その対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有し、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ移送媒体が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、貯蔵部位上の実体が移送媒体内に溶解できかつ移送媒体内に拡散でき、
別の構成は、移送媒体が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成において、2つのプレートが互いに対向し、スペーサ、結合部位、貯蔵部位、及び少なくとも一部の移送媒体が前記プレートの間に位置し、各結合部位は、1つのみの対応する貯蔵部位と直面し、移送媒体は、各結合部位の少なくとも一部及び各貯蔵部位の一部と接触し、関連のある体積の移送媒体の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、該厚さが、前記プレートが開放構成にある時の移送媒体の最大の厚さより薄く、
関連のある体積は、プレートが閉鎖構成にある時に貯蔵部位にある移送媒体の体積であり、かつ
所定のスペーサ高さが、開放構成で関連のある体積の厚さを調節するように選択されて、結合部位の平均直線寸法より顕著に小さい、装置。
P6. A device for locally binding an entity stored on a plurality of storage sites on one plate to a plurality of corresponding binding sites on another plate,
A first plate and a second plate movable relative to each other in different configurations,
The surface of the first plate has a plurality of binding sites and the surface of the second plate has a plurality of corresponding storage sites, each binding site when the two plates are arranged facing each other. Each corresponding storage site is located at a position on the second plate corresponding to the position of the binding site, such that one overlaps with only one storage site, one or two of said plates including spacers, and each spacer Is fixed to its corresponding plate and has a predetermined height,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the transfer medium adheres to one or two of said plates, the storage site The above entity can dissolve in the transport medium and diffuse into the transport medium,
Another configuration is a closed configuration that is configured after the transfer medium is deposited in the open configuration, in which the two plates face each other and the spacer, the binding site, the storage site, and at least a portion of the transfer medium are Located between the plates, each binding site faces only one corresponding storage site, and the transfer medium contacts and is associated with at least a portion of each binding site and a portion of each storage site. The volume of the transport medium is adjusted by plates and spacers, the thickness being less than the maximum thickness of the transport medium when the plate is in the open configuration,
The volume of interest is the volume of transfer medium at the storage site when the plate is in the closed configuration, and the predetermined spacer height is selected to adjust the thickness of the volume of interest in the open configuration. , A device significantly smaller than the average linear dimension of the binding site.
6.4 試料の一部への表面に貯蔵された試薬の局所的添加(表面から体積)
P7. 関連のある体積の試料中に局所的に試薬を添加するための方法であって、
(a)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、前記第1のプレート、その表面に関連のある体積の試料に添加される試薬の貯蔵部位を有し、該試薬が試料中に溶解できかつ試料中に拡散でき、かつ貯蔵部位の面積がプレートの面積より小さく、前記プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、かつ各スペーサが、その対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有する、ステップ、
(b)試料を取得するステップ、
(c)前記プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、前記プレートを閉鎖構成にして前記試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、前記プレートが互いに対向し、スペーサ、貯蔵部位、及び試料の少なくとも一部が前記プレートの間に位置し、試料が貯蔵部位の少なくとも一部と接触し、かつ前記プレートと接触するその面積は、貯蔵部位と接触するその面積より大きく、関連のある体積の試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、該厚さが、プレートが開放構成にある時の試料の最大の厚さより薄く、かつプレートの表面方向上の関連のある体積の平均直線寸法より顕著に小さい、ステップ、並びに
(e)(d)の後、プレートが閉鎖構成にある間に、試料を一定の時間インキュベートしかつインキュベーションを停止させるステップであって、(i)試料中に溶解した大量の試薬が関連のある体積の試料に含まれるように、かつ(ii)試薬が該関連のある体積の顕著な部位にあるように、インキュベーション時間が選択され、関連のある体積は、プレートが閉鎖構成にある時に結合部位にある試料の体積であり、インキュベーションは、結合部位への実体の結合を可能にするプロセスである、ステップ
を含む、方法。
6.4 Local addition of surface-stored reagents to a portion of the sample (surface to volume)
P7. A method for locally adding a reagent into a sample of relevant volume, comprising:
(A) Obtaining a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, the first plate being added to a volume of sample associated with its surface. Having a storage site for the reagent, the reagent being capable of dissolving in the sample and diffusing into the sample, and having an area of the storage site smaller than the area of the plate, one or two of said plates comprising spacers, and A spacer, fixed to its corresponding plate and having a predetermined height, a step,
(B) obtaining a sample,
(C) depositing a sample on one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration wherein the two plates are partially or completely separated and A configuration in which the spacing between the plates is not adjusted by spacers, steps,
(D) after (c) the step of spreading the sample in the plate in a closed configuration, wherein the plates face each other and the spacers, storage sites and at least a portion of the sample are in the plate. And the area of contact of the sample with at least a portion of the storage site and with the plate is greater than the area of contact with the storage site and the thickness of the sample of the relevant volume is between the plate and A step adjusted by a spacer such that the thickness is less than the maximum thickness of the sample when the plate is in the open configuration and is significantly less than the average linear dimension of the relevant volume in the surface direction of the plate; e) after (d), incubating the sample for a certain period of time and stopping the incubation while the plate is in the closed configuration, wherein (i) a large volume of reagent dissolved in the sample has a relevant volume. Incubation time is selected such that it is included in the sample of (1) and (ii) the reagent is at the prominent site of the relevant volume, and the relevant volume is at the binding site when the plate is in the closed configuration. A method comprising the steps of: being a volume of a sample, wherein incubation is a process that allows binding of an entity to a binding site.
P8. プレートの表面に貯蔵された試薬を関連のある体積の試料に局所的に添加するための装置であって
異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
前記第1のプレートは、その表面に関連のある体積の試料に添加される試薬の貯蔵部位を有し、該試薬が試料中に溶解できかつ試料中に拡散でき、前記プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、かつ各スペーサが、その対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有し、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、
別の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ、貯蔵部位、及び試料の少なくとも一部がプレートの間に位置し、試料が、貯蔵部位の少なくとも一部と貯蔵部位以外のプレート表面の少なくとも一部と接触し、関連のある体積の試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、該厚さは、前記プレートが開放構成にある時の試料の最大の厚さより薄く、関連のある体積は、前記プレートが閉鎖構成にある時に貯蔵部位にある試料の体積であり、
所定のスペーサ高さは、プレートの開放構成で関連のある体積の厚さを調節するように選択されて、プレートの表面方向上の関連のある体積の平均直線寸法より3倍小さい、装置。
P8. Device for locally adding a reagent stored on the surface of a plate to a sample of related volume, comprising a first plate and a second plate movable relative to each other in different configurations ,
The first plate has a storage site for a reagent that is added to the volume of the sample associated with its surface, the reagent being capable of dissolving in the sample and diffusing into the sample, one or two of the plates. One includes a spacer, and each spacer is fixed to its corresponding plate and has a predetermined height,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two of said plates,
Another configuration is a closed configuration that is configured after the sample is deposited in the open configuration, where the plates face each other and the spacer, the storage site, and at least a portion of the sample are located between the plates. The sample contacts at least a portion of the storage site and at least a portion of the plate surface other than the storage site, and the thickness of the relevant volume of the sample is adjusted by the plate and the spacer, the thickness being such that the plate is open. Less than the maximum thickness of the sample when in the configuration, the relevant volume is the volume of the sample at the storage site when the plate is in the closed configuration,
The apparatus wherein the predetermined spacer height is selected to adjust the thickness of the relevant volume in the open configuration of the plate and is three times less than the average linear dimension of the relevant volume in the surface direction of the plate.
7.結合部位上の捕捉剤−分析物−検出剤サンドイッチの形成(W)
本発明の一態様は、CROFプロセスで、結合部位を1つのプレートに配置し、かつ検出剤を貯蔵するための貯蔵部位を別のプレートの対応位置に配置することにより、固体表面上の結合部位に捕捉剤−分析物−検出剤サンドイッチを一段階で形成することである。
7. Formation of a capture agent-analyte-detection agent sandwich on the binding site (W)
One aspect of the invention is that the CROF process places binding sites on a solid surface by placing the binding sites on one plate and the storage sites for storing the detection agent at corresponding positions on another plate. In one step, a capture agent-analyte-detection agent sandwich is formed.
7.1 インキュベーション(一般)の一段階における結合部位上の捕捉剤−分析物−検出剤サンドイッチの形成(W)
W1. プレートの結合部位上で捕捉剤−分析物−検出剤サンドイッチを形成するための方法であって、
(a)試料中に拡散できる標的分析物を含有する試料を取得するステップ、
(b)捕捉剤及び検出剤を取得するステップであって、捕捉剤及び検出剤が、捕捉剤−標的分析物−検出剤サンドイッチを形成するように標的分析物に結合する(結合可能である)、ステップ、
(c)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、前記第1のプレートは、捕捉剤が固定化された結合部位を有し、第2のプレートは、検出剤を貯蔵するための貯蔵部位を有し、貯蔵部位が試料と接触すると検出剤は試料中に溶解できかつ試料中に拡散でき、前記プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、かつ各スペーサが、その対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有する、ステップ、
(d)プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、並びに
(e)(d)の後、前記プレートを閉鎖構成にして前記試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、前記プレートが互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料が前記プレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さが前記プレート及びスペーサにより調節され、該厚さが、前記プレートが開放構成にある時の試料の厚さより薄く、試料が結合部位及び貯蔵部位と接触する、ステップ、
(f)(e)の後、プレートが閉鎖構成にある間に、試料を、捕捉剤−標的分析物−検出剤サンドイッチの形成を可能にする時間でインキュベートするステップ
を含み、
前記関連のある体積は、試料の少なくとも一部又は全体積である、方法。
7.1 Formation of a capture agent-analyte-detection agent sandwich on the binding site in one step of incubation (general) (W)
W1. A method for forming a capture agent-analyte-detection agent sandwich on a binding site of a plate, comprising:
(A) obtaining a sample containing a target analyte that can diffuse into the sample,
(B) obtaining a capture agent and a detection agent, wherein the capture agent and the detection agent bind (are capable of binding) to the target analyte to form a capture agent-target analyte-detection agent sandwich. , Step,
(C) a step of obtaining a first plate and a second plate that are movable with respect to each other so as to have different configurations, wherein the first plate has a binding site on which a capture agent is immobilized. And the second plate has a storage site for storing the detection agent, the detection agent being capable of dissolving in the sample and diffusing into the sample upon contact of the storage site with the sample, one or two of the plates One of which includes a spacer, and each spacer is fixed to its corresponding plate and has a predetermined height,
(D) depositing a sample on one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration wherein the two plates are partially or completely separated and A configuration in which the spacing between is not adjusted by spacers, and (e) after (d) spreading the sample in the closed configuration to spread the sample, the plates facing each other in the closed configuration. A spacer and an associated volume of sample are located between the plates, and the thickness of the associated volume of sample is adjusted by the plate and the spacer, the thickness being when the plate is in the open configuration. Thinner than the thickness of the sample, the sample contacting the binding and storage sites,
(F) after (e), incubating the sample while the plate is in the closed configuration for a time that allows formation of the capture agent-target analyte-detection agent sandwich,
The method wherein the relevant volume is at least a portion or the total volume of the sample.
W2. プレートの結合部位上で捕捉剤−分析物−検出剤サンドイッチを形成するための装置であって、
異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
第1のプレートは、捕捉剤が固定化された結合部位を有し、第2のプレートは、検出剤を貯蔵するための貯蔵部位を有し、捕捉剤及び検出剤が、捕捉剤−標的分析物−検出剤サンドイッチを形成するように試料中の標的分析物に結合し(結合可能であり)、貯蔵部位が試料と接触すると検出剤は試料中に溶解できかつ試料中に拡散でき、前記プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、かつ各スペーサが、その対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有し、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、
別の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成において、前記プレートが互いに対向し、前記スペーサと関連のある体積の試料が前記プレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さが前記プレート及び前記スペーサにより調節され、前記厚さが、前記プレートが開放構成にある時の試料の厚さより薄く、試料が結合部位及び貯蔵部位と接触し、
前記関連のある体積は、試料の少なくとも一部又は全体積である、装置。
W2. A device for forming a capture agent-analyte-detection agent sandwich on a binding site of a plate, comprising:
A first plate and a second plate movable relative to each other in different configurations,
The first plate has a binding site on which the capture agent is immobilized, the second plate has a storage site for storing the detection agent, and the capture agent and the detection agent have a capture agent-target assay. An analyte-detection agent that binds (is capable of binding) a target analyte in the sample to form a sandwich and the storage site contacts the sample so that the detection agent can dissolve in the sample and diffuse into the sample; One or two of which include spacers, and each spacer is fixed to its corresponding plate and has a predetermined height,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two of said plates,
Another configuration is a closed configuration configured after the sample is deposited in the open configuration, wherein the plates face each other and a volume of sample associated with the spacer is located between the plates. The thickness of the relevant volume of sample is adjusted by the plate and the spacer, the thickness being less than the thickness of the sample when the plate is in the open configuration, the sample being in contact with the binding site and the storage site,
The apparatus wherein the relevant volume is at least a portion or total volume of the sample.
7.2 試料の一部(すなわち、局所的)からの分析物を用いた、単一ステップインキュベーションにおける結合部位上での捕捉剤−分析物−検出剤サンドイッチの形成
W3. 試料の一部からの分析物を用いてプレートの結合部位上に捕捉剤−分析物−検出剤サンドイッチを形成するための方法であって、
(a)試料中に拡散できる標的分析物を含有する試料を取得するステップ、
(b)捕捉剤及び検出剤を取得するステップであって、捕捉剤及び検出剤が、捕捉剤−標的分析物−検出剤サンドイッチを形成するように標的分析物に結合する、ステップ、
(c)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、前記第1のプレートは、捕捉剤が固定化された結合部位を有し、第2のプレートは、検出剤を貯蔵するための貯蔵部位を有し、試薬貯蔵部位が試料と接触すると検出剤は試料中に溶解できかつ試料中に拡散でき、前記プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、かつ各スペーサがその対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有する、ステップ、
(d)プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(e)(d)の後、プレートを閉鎖構成にして前記試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、前記プレートが互いに対向し、スペーサ、結合部位、及び貯蔵部位が前記プレートの間に位置し、結合部位及び貯蔵部位は関連のある体積の試料と接触し、関連体の積の試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、前記厚さが、前記プレートが開放構成にある時の試料の厚さより薄く、結合部位の平均直線寸法より顕著に小さい、ステップ、並びに
(f)(e)の後、プレートが閉鎖構成にある間に、試料を一定の時間インキュベートしかつインキュベーションを停止させるステップであって、結合部位に形成したかなりの数の捕捉剤−分析物−検出剤サンドイッチが関連のある体積の試料からの分析物を含むようにインキュベーション時間が選択され、関連のある体積は結合部位にある試料の体積であり、インキュベーションは捕捉剤−分析物−検出剤サンドイッチの形成を可能にするプロセスである、ステップ
を含む、方法。
7.2 Formation of Capture Agent-Analyte-Detector Sandwich on Binding Site in Single Step Incubation with Analyte from a Part of the Sample (ie Topically) W3. A method for forming a capture agent-analyte-detection agent sandwich on a binding site of a plate using an analyte from a portion of a sample, comprising:
(A) obtaining a sample containing a target analyte that can diffuse into the sample,
(B) obtaining a capture agent and a detection agent, wherein the capture agent and the detection agent bind to the target analyte to form a capture agent-target analyte-detection agent sandwich.
(C) a step of obtaining a first plate and a second plate that are movable with respect to each other so as to have different configurations, wherein the first plate has a binding site on which a capture agent is immobilized. And the second plate has a storage site for storing the detection agent, the detection agent being capable of dissolving in the sample and diffusing into the sample upon contact of the reagent storage site with the sample, one of the plates or Two including spacers, each spacer being fixed to its corresponding plate and having a predetermined height;
(D) attaching the sample to one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the two configurations are such that the two plates are partially or completely separated and the plates are The spacing between is not adjusted by the spacer, is a step,
(E) after (d) spreading the sample in a plate in a closed configuration, wherein the plates face each other and the spacer, the binding site and the storage site are located between the plates. The binding site and the storage site are in contact with the relevant volume of the sample, and the thickness of the sample of the product of association is adjusted by the plates and spacers, the thickness being the sample when the plate is in the open configuration. Less than the thickness of, and significantly smaller than the average linear dimension of the binding site, and (f) after (e), incubating the sample for a period of time and stopping the incubation while the plate is in the closed configuration. Where the incubation time is selected such that a significant number of capture agent-analyte-detector sandwiches formed at the binding site contain the analyte from the relevant volume of sample, and the relevant volume is the binding site. Volume of the sample at, and incubation is a process that allows the formation of a capture agent-analyte-detection agent sandwich.
いくつかの実施形態において、部位寸法に対する間隔の比は1/5未満であってもよい。 In some embodiments, the ratio of spacing to site size may be less than 1/5.
W4. 試料の一部からの分析物を用いてプレートの結合部位上に捕捉剤−分析物−検出剤サンドイッチを形成するための装置であって、
異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
前記第1のプレートは、捕捉剤が固定化された結合部位を有し、前記第2のプレートは、検出剤を貯蔵するための貯蔵部位を有し、捕捉剤及び検出剤が、捕捉剤−標的分析物−検出剤サンドイッチを形成するように試料中の標的分析物に結合し(結合可能であり)、前記貯蔵部位が試料と接触すると検出剤は試料中に溶解できかつ試料中に拡散でき、前記プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、各スペーサがその対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有し、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、
別の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成において、前記プレートが互いに対向し、スペーサ、結合部位、及び貯蔵部位が前記プレートの間に位置し、結合部位及び貯蔵部位が関連のある体積の試料と接触し、関連のある体積の試料の厚さが前記プレート及び前記スペーサにより調節され、前記厚さが、前記プレートが開放構成にある時の試料の厚さより薄く、関連のある体積は、結合部位にある試料の体積であり、かつ
スペーサの高さが、閉鎖構成で関連のある体積の厚さを調節するように選択されて、結合部位の平均直線寸法より顕著に小さい、装置。
W4. An apparatus for forming a capture agent-analyte-detection agent sandwich on a binding site of a plate using an analyte from a portion of a sample, comprising:
A first plate and a second plate movable relative to each other in different configurations,
The first plate has a binding site on which a capture agent is immobilized, the second plate has a storage site for storing a detection agent, and the capture agent and the detection agent are a capture agent- It binds (is capable of binding) to the target analyte in the sample so as to form a target analyte-detection agent sandwich, and upon contact of the storage site with the sample the detection agent can dissolve in the sample and diffuse into the sample. One or two of said plates include spacers, each spacer being fixed to its corresponding plate and having a predetermined height,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two of said plates,
Another configuration is the closed configuration, which is configured after the sample is deposited in the open configuration, wherein the plates face each other and the spacer, the binding site, and the storage site are located between the plates, and the binding The site and the storage site are in contact with the relevant volume of the sample, and the thickness of the relevant volume of the sample is adjusted by the plate and the spacer, the thickness of the sample being when the plate is in the open configuration. Less than the thickness, the relevant volume is the volume of the sample at the binding site, and the height of the spacer is chosen to control the thickness of the relevant volume in the closed configuration to determine the average binding site. A device that is significantly smaller than its linear dimensions.
7.3 拡散距離を減少させることにより結合部位上に捕捉剤−分析物−検出剤サンドイッチを形成する時間を短縮するための方法(W、X)
W5. プレートの結合部位上に捕捉剤−分析物−検出剤サンドイッチを形成する時間を短縮するための方法であって、
(a)試料中に拡散できる標的分析物を含有する試料を取得するステップ、
(b)捕捉剤及び検出剤を取得するステップであって、捕捉剤及び検出剤が、捕捉剤−標的分析物−検出剤サンドイッチを形成するように標的分析物に結合する、ステップ、
(c)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、前記第1のプレートは、捕捉剤が固定化された結合部位を有し、第2のプレートは、検出剤を貯蔵するための貯蔵部位を有し、試薬貯蔵部位が試料と接触すると検出剤は試料中に溶解できかつ試料中に拡散でき、2前記プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、かつ各スペーサが、その対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有する、ステップ、
(d)プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、形態をである、ステップ、
(e)(d)の後、前記プレートを閉鎖構成にして前記試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、前記プレートが互いに対向し、スペーサ、結合部位、及び貯蔵部位がするステップであってプレートの間に位置し、結合部位が貯蔵部位と重なり、結合部位及び貯蔵部位は関連のある体積の試料と接触し、関連のある体積の試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、前記厚さが、前記プレートが開放構成にある時の試料の厚さより薄く、それによって、試料厚さを減少させることにより、試料の厚さ方向に分析物及び検出剤が拡散するための時間が減少し、関連のある体積は試料の全体積の少なくとも一部である、ステップ
を含み、
関連のある体積中の標的実体が結合部位に結合することを可能にする時間は、閉鎖構成がない時間より短い、方法。
7.3 Method for shortening the time to form a capture agent-analyte-detection agent sandwich on the binding site by reducing the diffusion distance (W, X)
W5. A method for reducing the time to form a capture agent-analyte-detection agent sandwich on a binding site of a plate, comprising:
(A) obtaining a sample containing a target analyte that can diffuse into the sample,
(B) obtaining a capture agent and a detection agent, wherein the capture agent and the detection agent bind to the target analyte to form a capture agent-target analyte-detection agent sandwich.
(C) a step of obtaining a first plate and a second plate that are movable with respect to each other so as to have different configurations, wherein the first plate has a binding site on which a capture agent is immobilized. The second plate has a storage site for storing the detection agent, and when the reagent storage site comes into contact with the sample, the detection agent can dissolve in the sample and diffuse into the sample. Or two including spacers, each spacer being fixed to its corresponding plate and having a predetermined height,
(D) depositing a sample on one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration wherein the two plates are partially or completely separated and The spacing between is not adjusted by the spacers, is a step,
(E) after (d) a step of spreading the sample in the plate in a closed configuration, wherein the plates face each other and have spacers, binding sites and storage sites in the closed configuration. Located between the plates, the binding site overlaps the storage site, the binding site and the storage site are in contact with the sample of the relevant volume, and the thickness of the sample of the relevant volume is adjusted by the plate and the spacer. Is less than the thickness of the sample when the plate is in the open configuration, thereby reducing the sample thickness and thus reducing the time for analyte and detection agent to diffuse through the thickness of the sample. , The relevant volume is at least a portion of the total volume of the sample, including the steps:
The method wherein the time for allowing the target entity in the relevant volume to bind to the binding site is shorter than the time without the closed configuration.
前記方法は、プレート間の試料を除去し、プレートが閉鎖構成又は開放構成にある時に実行される洗浄ステップをさらに含む。 The method further comprises a washing step that removes the sample between the plates and is performed when the plates are in the closed or open configuration.
前記方法は、結合部位に固定化された捕捉剤−分析物−検出剤サンドイッチからシグナルを読み取るステップをさらに含む。洗浄後に又はいかなる洗浄もなく読み取る。 The method further comprises reading the signal from a capture agent-analyte-detection agent sandwich immobilized at the binding site. Read after or without any wash.
上記又は下記のように、前記方法は、さらに多重化されてもよい。 The method may be further multiplexed, as described above or below.
W6. プレートの結合部位上に捕捉剤−分析物−検出剤サンドイッチを形成する時間を短縮するための装置であって
異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
前記第1のプレートは、捕捉剤が固定化された結合部位を有し、前記第2のプレートは、検出剤を貯蔵するための貯蔵部位を有し、捕捉剤及び検出剤が捕捉剤−標的分析物−検出剤サンドイッチを形成するように試料中の標的分析物に結合し(結合可能であり)、前記貯蔵部位が試料と接触すると検出剤は試料中に溶解できかつ試料中に拡散でき、前記プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、各スペーサが、その対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有し、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、
別の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成において、前記プレートが互いに対向し、スペーサ、結合部位、及び貯蔵部位が前記プレートの間に位置し、結合部位が貯蔵部位と重なり、結合部位及び貯蔵部位が関連のある体積の試料と接触し、関連のある体積の試料の厚さは前記プレート及び前記スペーサにより調節され、前記厚さは、前記プレートが開放構成にある時の試料の厚さより薄く、それによって、試料の厚さ方向に分析物及び検出剤が垂直に拡散するための時間は、試料厚さを減少させることによって短縮され、関連のある体積は試料の全体積の少なくとも一部である、装置。
W6. An apparatus for reducing the time to form a capture agent-analyte-detection agent sandwich on a binding site of a plate, the apparatus comprising a first plate and a second plate movable relative to each other in different configurations. Including,
The first plate has a binding site on which a capture agent is immobilized, the second plate has a storage site for storing a detection agent, and the capture agent and the detection agent are a capture agent-target. Binding (capable of binding) a target analyte in the sample to form an analyte-detection agent sandwich, and upon contact of said storage site with the sample, the detection agent can dissolve in the sample and diffuse into the sample; One or two of said plates include spacers, each spacer being fixed to its corresponding plate and having a predetermined height,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two of said plates,
Another configuration is the closed configuration, which is configured after the sample is deposited in the open configuration, wherein the plates face each other and the spacer, the binding site, and the storage site are located between the plates, and the binding The site overlaps the storage site, the binding site and the storage site contact the relevant volume of the sample, and the thickness of the relevant volume of the sample is adjusted by the plate and the spacer, the thickness being Less than the thickness of the sample when in the open configuration, so that the time for the analyte and detection agent to diffuse vertically through the thickness of the sample is shortened by reducing the sample thickness and is relevant. The device wherein the volume is at least a portion of the total volume of the sample.
これらの実施形態において、前記方法は、捕捉剤とプレート上の反応基との化学反応により捕捉剤をプレートに接着させるステップを含んでもよい。別のプレートは、プレートが閉鎖した後、付着した捕捉剤と検出試薬が互いに対向するように、ある位置に乾燥した1つの検出試薬を含んでもよい。次に、上記のように、前記方法は、標的分析物含有の試料を装置と接触させ、かつプレートを閉鎖するステップを含んでもよい。検出剤は、試料中に溶解して拡散する。標的分析物が溶液にあるため、標的分析物は捕捉剤によって結合され、かつプレートの1つの表面に固定化される。検出試薬は、捕捉剤に結合する前又はその後に標的分析物に結合することができる。場合によっては、前記方法は、捕捉剤に結合していない全ての標的分析物、又は結合していない全ての検出試薬を除去する(例えば、結合緩衝液中でプレートの表面を洗浄することによる)ステップを含んでもよく、検出剤は、光学的に検出可能な標識と結合して、それにより標的分析物を検出する方法を提供することができる。標的分析物に結合していない検出剤を任意に除去した後、プレートに結合した検出剤から光信号(例えば、波長範囲が300nm〜1200nmの光)を読み取るために、例えば、読み取りシステムを用いて、該システムを読み取ることができる。さらに、上述したように、検出剤は、直接標識されてもよく(この場合、検出剤は、1つのプレートに付着する前に、発光標識と緊密に接続されてもよい)、或いは間接的に標識されてもよい(すなわち、結合検出剤及び二次捕捉剤、例えば標識された二次抗体又は標識された核酸により、二次捕捉剤が検出剤に特異的に結合されかつ発光標識に接続される)。いくつかの実施態様において、前記方法は、遮断剤を含んでもよく、それにより捕捉剤と非標的分析物との非特異的結合を防止する。標的分析物と他の試薬との特異的結合の適切な条件は、適切な温度、時間、溶液pH値、周囲光強度、湿度、化学試薬濃度、抗原−抗体比等を含み、これらはいずれも周知であるか、又は現在の開示から容易に得るものである。捕捉剤とその結合パートナー(分析物を含む)との間の分子相互作用の一般的な方法は、当該技術分野において周知である(例えば、Harlowら、抗体:A Laboratory Manual、第1版(1988)Cold spring Harbor、N.Y.、Ausubelら、Short Protocols in Molecular Biology、第3版、Wiley&Sons、1995参照)。上記及び下記の方法は例示的なものであり、本明細書の方法は、アッセイを行う唯一の方法ではない。
In these embodiments, the method may include the step of attaching the capture agent to the plate by a chemical reaction between the capture agent and the reactive groups on the plate. Another plate may contain one detection reagent that has been dried in position so that the attached capture agent and detection reagent face each other after the plate is closed. Then, as described above, the method may include contacting a sample containing the target analyte with the device and closing the plate. The detection agent dissolves and diffuses in the sample. Since the target analyte is in solution, it is bound by the capture agent and immobilized on one surface of the plate. The detection reagent can bind to the target analyte before or after binding to the capture agent. In some cases, the method removes any target analyte that is not bound to the capture agent or all detection reagent that is not bound (eg, by washing the surface of the plate in binding buffer). Steps may be included and the detection agent may be coupled with an optically detectable label, thereby providing a method of detecting the target analyte. After optionally removing the detection agent not bound to the target analyte, for example, using a reading system to read the optical signal (eg, light in the
特定の実施形態において、タンパク質分析物(例えば、DNA又はRNA結合タンパク質)を捕捉するために、核酸捕捉剤を使用することができる。代替実施形態において、核酸分析物を捕捉するために、タンパク質捕捉剤(例えば、DNA又はRNA結合タンパク質)を使用することができる。 In certain embodiments, nucleic acid capture agents can be used to capture protein analytes (eg, DNA or RNA binding proteins). In an alternative embodiment, protein capture agents (eg, DNA or RNA binding proteins) can be used to capture nucleic acid analytes.
試料は、細胞、組織又は体液からの臨床試料であってもよい。対象となる体液は、羊水、房水、硝子体液、血液(例えば全血、分画血液、血漿、血清等)、母乳、脳脊髄液(CSF)、耳垢(耳あか)、乳糜、糜汁、内リンパ液、外リンパ液、糞便、胃酸、胃液、リンパ液、粘液(鼻汁及び粘液質を含む)、心膜液、腹膜液、胸膜液、膿液、粘膜分泌物、唾液、皮脂(皮膚の油)、精液、喀痰、汗、滑液、涙液、嘔吐物、尿及び呼気凝縮液を含むが、これらに限定されない。 The sample may be a clinical sample from cells, tissues or body fluids. The target body fluids are amniotic fluid, aqueous humor, vitreous humor, blood (eg, whole blood, fractionated blood, plasma, serum, etc.), breast milk, cerebrospinal fluid (CSF), earwax, chyle, chyme, Endolymph, perilymph, feces, stomach acid, gastric juice, lymph, mucus (including nasal discharge and mucus), pericardial fluid, peritoneal fluid, pleural fluid, purulent fluid, mucous secretions, saliva, sebum (skin oil), semen , Sputum, sweat, synovial fluid, tears, vomiting, urine and exhaled breath condensate.
本アッセイの1つの実施形態において、プレートを標的分析物(例えば標的タンパク質)含有の試料と接触させ、その後にプレートを閉鎖する。試料は、特異的結合に適した全ての必要な試薬(例えば、塩等)条件を含むか、又は含有するように修正される。捕捉剤(例えば抗体)及び検出剤は、試料中の標的分析物に特異的に結合し、それにより標識された1つの分析物を検出することができる。 In one embodiment of the assay, the plate is contacted with a sample containing the target analyte (eg, target protein), followed by closing the plate. The sample contains or is modified to contain all necessary reagent (eg, salt, etc.) conditions suitable for specific binding. The capture agent (eg, antibody) and detection agent are capable of specifically binding to the target analyte in the sample, thereby detecting one labeled analyte.
任意の実施形態のように、試料中の標的分析物の量を計測して、試料中の標的分析物の量の定性的又は定量的計測を提供することができる。いくつかの実施形態において、シグナルの大きさは、試料中の標的分析物の量の定量的計測を提供する。場合によっては、特定の場合に既知の濃度であってもよい標準曲線(例えば、第2の分析物又はスパイクイン分析物の標準曲線)と評価を比較することができる。異なる密度(例えば、異なる濃度)で捕捉剤を付着し、かつ各捕捉剤からシグナルを読み取ることにより、該比較を促進することができる。 As with any embodiment, the amount of target analyte in the sample can be measured to provide a qualitative or quantitative measurement of the amount of target analyte in the sample. In some embodiments, the magnitude of the signal provides a quantitative measure of the amount of target analyte in the sample. In some cases, the evaluation can be compared to a standard curve (eg, a standard curve for a second analyte or spike-in analyte) that may be of known concentration in certain cases. The comparison can be facilitated by attaching capture agents at different densities (eg, different concentrations) and reading the signal from each capture agent.
8. 小体積の試料及び試薬の結合及び添加(V)
多くの適用において、可能な限り少量の体積の試料又は試薬を使用することは非常に望ましい。しかしながら、マイクロ流体チャネルデバイス(現在に、小さい試料を使用する最も普及している装置)において、デバイスの入口から検査(検出)領域に流れる期間に、大量の試料を浪費するため、検査位置の体積より大きい試料体積を必要とする。本発明の一態様は、小体積の試料又は試薬をプレートに付着させ、その後に該体積を小さい厚さを有するが以前より大きい面積を有する薄膜に再成形することにより、検査中に使用される試料又は試薬の体積を顕著に減少させることである。このような再形成により、反応をより迅速にする。
8. Binding and addition of small volumes of sample and reagents (V)
In many applications it is highly desirable to use the smallest possible volume of sample or reagent. However, in microfluidic channel devices (currently the most popular devices that use small samples), the volume of the test location is wasted because a large amount of sample is wasted during the flow from the device inlet to the test (detection) area. Requires a larger sample volume. One aspect of the invention is used during testing by depositing a small volume of sample or reagent on a plate and then reshaping the volume into a thin film having a small thickness but a larger area than before. A significant reduction in sample or reagent volume. Such reformation makes the reaction faster.
8−1 試料を広げることによる、表面結合部位上での小体積の試料中の標的実体の結合
V1. 試料中の標的実体を結合部位に結合するための方法であって、
(a)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、前記第1のプレートはその表面に結合部位を有し、前記プレートの1つ又は2つは、各々がその対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有するスペーサを含む、ステップ、
(b)結合部位に結合される標的実体含有の試料を取得するステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成では、2つのプレートが部分的又は完全に離れており、プレート間の間隔がスペーサにより調節されず、かつ付着した試料は結合部位の領域も一部の領域も被覆しない、ステップ、
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にして前記試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、プレートが開放構成にある時に比べて結合部位と接触する試料の領域がより大きく、かつ結合部位にある関連のある体積の試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、関連のある体積は試料の一部又は全体積である、ステップ
を含む、方法。
8-1 Binding of target entity in a small volume of sample on the surface binding site by spreading the sample V1. A method for binding a target entity in a sample to a binding site, the method comprising:
(A) Obtaining a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, the first plate having a binding site on its surface, One or two comprising spacers each fixed to its corresponding plate and having a predetermined height;
(B) obtaining a sample containing the target entity bound to the binding site,
(C) depositing a sample on one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the two plates are partially or completely separated, The spacing between is not adjusted by spacers, and the attached sample does not cover the binding site region or some regions, step,
(D) after (c) spreading the sample in a plate in a closed configuration, wherein the plates are facing each other and the spacer and associated volume of sample are located between the plates, There is a larger area of the sample in contact with the binding site than when the plate is in the open configuration, and the thickness of the relevant volume of the sample at the binding site is adjusted by the plate and spacer, and the relevant volume of the sample is A method comprising steps that are partial or total volume.
V2.試料中の標的実体を表面結合部位に結合するための装置であって、
異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを含み、
前記第1のプレートは、その表面に試料中の標的実体と結合する結合部位を有し、試料が1つのみのプレートに付着する時のかつ別のプレートとの接触なしの、結合部位は、試料接触領域より大きい領域を有し、
プレートの1つ又は2つは、各々がその対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有するスペーサを含み、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が前記プレートの1つ又は2つに付着しかつ付着時に結合部位の領域も一部の領域も被覆しない、開放構成であり、
別の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ及び試料がプレートの間に位置し、プレートが開放構成にある時に比べ、試料が結合部位のより多くの領域と接触し、結合部位上の試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節される、装置。
V2. A device for binding a target entity in a sample to a surface binding site, comprising:
A first plate and a second plate movable relative to each other in different configurations,
The first plate has a binding site on its surface that binds to a target entity in the sample, and the binding site when the sample is attached to only one plate and without contact with another plate, Has a larger area than the sample contact area,
One or two of the plates each include a spacer fixed to its corresponding plate and having a predetermined height,
One arrangement is that the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers, and that the sample adheres to one or two of said plates and at the time of attachment also the area of the binding site. It is an open structure that does not cover the area of the part,
Another configuration is the closed configuration, which is configured after the sample is deposited in the open configuration, in which the plates are opposed to each other, the spacer and the sample are located between the plates, and the plates are in the open configuration. , The sample is in contact with more areas of the binding site and the thickness of the sample on the binding site is adjusted by plates and spacers.
8−2 試料を広げることによる小体積の試料への試薬の添加
V3.試料中の標的実体を結合部位に結合するための方法であって、
(a)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、前記第1のプレートは、その表面に試料に添加される試薬を含む貯蔵部位を有し、前記プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、かつ各スペーサがそのそれぞれのプレートに固定され、かつ所定の高さを有する、ステップ、
(b)プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成において、2つのプレートが部分的又は完全に離れており、プレート間の間隔がスペーサにより調節されず、かつ付着時に試料が貯蔵部位の領域と接触しないか又は一部の領域と接触する、ステップ、
(c)(b)の後、プレートを閉鎖構成にして、前記試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、プレートが開放構成にある時に比べ、試料が貯蔵部位のより多くの領域と接触し、結合部位上の関連のある体積の試料の厚さをスペーサにより調節し、関連のある体積が貯蔵部位に位置する試料の一部である、ステップ
を含む、方法。
8-2 Addition of reagent to small volume sample by spreading sample V3. A method for binding a target entity in a sample to a binding site, the method comprising:
(A) a step of obtaining a first plate and a second plate that are movable with respect to each other so as to have different configurations, the first plate including a reagent added to a sample on its surface A storage site, one or two of said plates comprising spacers, and each spacer being fixed to its respective plate and having a predetermined height;
(B) depositing a sample on one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the two plates are partially or completely separated, The spacing between is not adjusted by spacers, and the sample does not contact some or some areas of the storage site during deposition, step,
(C) after (b), placing the plates in a closed configuration and spreading the sample, wherein the plates face each other and the spacer and associated volume of sample are located between the plates. As compared to when the plate is in the open configuration, the sample is in contact with more area of the storage site and the thickness of the relevant volume of the sample on the binding site is adjusted by the spacer so that the relevant volume is A method comprising the steps of being part of a sample located.
V4. 試料中の標的実体を結合部位に結合するための装置であって、
異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを含み、
前記第1のプレートは、その表面に試料に添加される試薬を含む貯蔵部位を有し、前記プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、かつ各スペーサがそのそれぞれのプレートで固定され、かつ所定の高さを有し、
プレートの1つ又は2つは、各々がその対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有するスペーサを含み、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、
別の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、プレートが開放構成にある時に比べ、試料が貯蔵部位のより多くの領域と接触し、結合部位上の関連のある体積の試料の厚さをスペーサにより調節し、関連のある体積が貯蔵部位に位置する試料の一部である、装置。
V4. A device for binding a target entity in a sample to a binding site, comprising:
A first plate and a second plate movable relative to each other in different configurations,
The first plate has a storage site on its surface containing a reagent to be added to the sample, one or two of the plates contains spacers, and each spacer is fixed on its respective plate and is predetermined. Has a height of
One or two of the plates each include a spacer fixed to its corresponding plate and having a predetermined height,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two of said plates,
Another configuration is a closed configuration, which is configured after the sample is deposited in the open configuration, in which the plates face each other, the spacer and associated volume of sample are located between the plates, and the plates are open. Compared to when in the configuration, the sample is in contact with more areas of the storage site, the thickness of the relevant volume of the sample on the binding site is adjusted by the spacer, and the relevant volume of the sample is located at the storage site. A device that is part.
段落V1及びV2に記載の方法とV3及びV4に記載の装置において、場合によっては、試料が少量で表面に湿潤性があるため、試料が結合部位領域又は貯蔵領域に付着しても、付着した試料とプレートとの接触面積が結合部位又は貯蔵部位の面積より小さい。したがって、広げ、特に正確に広げることが必要とされる。 In the method according to paragraphs V1 and V2 and the apparatus according to V3 and V4, in some cases, even if the sample adheres to the binding site region or the storage region due to the small amount of the sample being wettable on the surface, The contact area between the sample and the plate is smaller than the area of the binding site or storage site. Therefore, there is a need for widening, and particularly accurate spreading.
試料の滴は複数の滴であってもよく、閉鎖構成では、滴が、最大の厚さより小さい厚さを有するフィルムに融合する。 The sample drop may be multiple drops, and in the closed configuration the drops coalesce into a film having a thickness less than the maximum thickness.
本発明において、段落V1〜V7に記載の方法及び段落V2〜V8に記載の装置において、1つのプレート又は複数のプレートに付着した試料の体積(「試料体積」)は、最大0.001pL(ピコリットル)、最大0.01pL、最大0.1pL、最大1pL、最大10pL、最大100pL、最大1nL(ナノリットル)、最大10nL、最大100nL、最大1μL(マイクロリットル)、最大10μL、最大100μL、最大1mL(ミリリットル)、最大10mL、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In the present invention, in the method described in paragraphs V1 to V7 and the apparatus described in paragraphs V2 to V8, the volume of the sample attached to one plate or a plurality of plates (“sample volume”) is 0.001 pL (pico Liter), maximum 0.01 pL, maximum 0.1 pL, maximum 1 pL, maximum 10 pL, maximum 100 pL, maximum 1 nL (nanoliter), maximum 10 nL, maximum 100 nL, maximum 1 μL (microliter), maximum 10 μL, maximum 100 μL, maximum 1 mL (Ml), up to 10 mL, or a range between any two of these values.
9. 均一な試料厚さを用いた領域における試薬の均一な結合又は均一な添加(UAB)
アッセイ及び化学反応の場合、非常に大きい領域で薄い試料厚さを均一にすることが有利である。これらの実施例は、試料の実体を表面結合部位に結合すること、試薬を試料中に添加すること、関連のある体積の試料を定量化すること、分析物を定量化すること等を含む。
9. Uniform binding or uniform addition (UAB) of reagents in areas with uniform sample thickness
For assays and chemistries, it is advantageous to make thin sample thickness uniform over a very large area. These examples include binding the entity of the sample to the surface binding sites, adding reagents into the sample, quantifying the relevant volume of the sample, quantifying the analyte, etc.
2つのプレートを用いて関連のある体積(一部又は全体積)の試料の厚さを低減して調整する方法について、正確さ、均一性及び使いやすさは不可欠である。 Accuracy, uniformity, and ease of use are essential for methods of reducing and adjusting the thickness of a sample of related volume (partial or total volume) using two plates.
本発明の1つの態様は、2つのプレートを用いて試料を圧縮することにより、関連のある体積の試料の厚さを調節する方法及び/又は装置の精度、均一性又は使用しやすさを改善することである。 One aspect of the present invention improves the accuracy, uniformity or ease of use of a method and/or apparatus for adjusting the thickness of a sample of related volume by compressing the sample with two plates. It is to be.
9.1 試料中の標的実体をプレートの結合部位中に均一に結合するための方法
UAB1. プレートの結合部位中に均一に結合するための方法であって、
(a)試料中に拡散できる標的実体を含有する試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、前記第1のプレートは、その表面に標的実体に結合するように構成された結合部位を有し、前記プレートの1つ又は2つは、その対応するプレートに固定化され、かつ所定の高さを有するスペーサを含む、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にして前記試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、結合部位が関連のある体積と接触し、関連のある体積の試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、該厚さがプレートが開放構成にある時の試料の最大の厚さより薄く、結合部位でより均一である、ステップ
を含み、
スペーサ及びプレートは、閉鎖構成での関連のある体積の試料の調節された厚さが開放構成での調節された厚さより均一であるように構成され、該関連のある体積は、試料の体積の一部又は体積全体である、方法。
9.1 Method for uniformly binding the target entity in the sample into the binding site of the plate UAB1. A method for uniformly binding in the binding site of a plate, the method comprising:
(A) obtaining a sample containing a target entity capable of diffusing into the sample,
(B) obtaining a first plate and a second plate movable relative to each other in different configurations, the first plate being configured to bind to a target entity on its surface. One or two of the plates having bound binding sites, the spacers being immobilized on their corresponding plates and having a predetermined height,
(C) depositing the sample on one or two of said plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the two configurations are such that the two plates are partially or completely separated and The spacing between is not adjusted by the spacer, is a step,
(D) after (c) spreading the sample in a plate in a closed configuration, wherein the plates are facing each other and the spacer and associated volume of sample are located between the plates, The binding site contacts the relevant volume and the thickness of the relevant volume of the sample is adjusted by the plates and spacers, the thickness being less than the maximum thickness of the sample when the plate is in the open configuration, and the binding site More uniform, including steps,
The spacer and plate are configured such that the adjusted thickness of the sample of the relevant volume in the closed configuration is more uniform than the adjusted thickness of the sample in the open configuration, the relevant volume being less than the volume of the sample. A method that is a portion or the entire volume.
それはさらに、結合部位の対応するプレートに、均一なサンドイッチを形成するための貯蔵部位を有する。 It also has storage sites on the corresponding plate of binding sites to form a uniform sandwich.
UAB2. 試料中の標的実体をプレートの結合部位中に均一に結合するための装置であって、
異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを含み、
前記第1のプレートは、その表面に標的実体に結合するように構成された結合部位を有し、前記プレートの1つ又は2つは、各々がその対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有するスペーサを含み、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、
別の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサと関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、結合部位が関連のある体積と接触し、関連のある体積の試料の厚さをプレート及びスペーサにより調節し、プレートが開放構成にある時、該厚さが試料の最大の厚さより薄くかつ結合部位でより均一であり、
スペーサ及びプレートは、閉鎖構成での関連のある体積の試料の調節された厚さが開放構成での調節された厚さより均一であるように構成され、該関連のある体積は、試料の体積の一部又は体積全体である、装置。
UAB2. A device for uniformly binding a target entity in a sample into a binding site of a plate, comprising:
A first plate and a second plate movable relative to each other in different configurations,
The first plate has a binding site on its surface configured to bind to a target entity, one or two of said plates each being fixed to its corresponding plate and having a predetermined height. Including a spacer having
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two of said plates,
Another configuration is the closed configuration, which is configured after the sample is deposited in the open configuration, in which the plates face each other and the volume of sample associated with the spacer is located between the plates and the binding site is When in contact with the relevant volume, the thickness of the relevant volume of the sample is adjusted by plates and spacers, when the plate is in the open configuration, the thickness is less than the maximum thickness of the sample and more uniform at the binding site And
The spacer and plate are configured such that the adjusted thickness of the sample of the relevant volume in the closed configuration is more uniform than the adjusted thickness of the sample in the open configuration, the relevant volume being less than the volume of the sample. A device that is a portion or the entire volume.
9.2 プレート上の試薬を試料中に均一に添加するための方法
UAB3. 試薬を関連のある体積の試料中に均一に添加するための方法であって、
(a)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、前記第1のプレートは、その表面に試料に添加される試薬を含む貯蔵部位を有し、該試薬が試料中に溶解できかつ試料中に拡散でき、前記プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、かつ各スペーサがそのそれぞれのプレートで固定され、かつ所定の高さを有る、ステップ、
(b)試料を取得するステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップ、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にして前記試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、貯蔵部位が関連のある体積と接触し、関連のある体積の試料の厚さをプレート及びスペーサにより調節し、該厚さが、プレートが開放構成にある時の試料の最大の厚さより薄い、ステップ、
スペーサ及びプレートは、プレート開放構成の時に比べ、プレート閉鎖構成にある関連のある体積の領域にわたってより均一である関連のある体積の試料の厚さより均一であるように構成され、該関連のある体積は、試料の体積の一部又は体積全体である、ステップ
を含む、方法。
9.2 Method for uniformly adding reagent on plate into sample UAB3. A method for uniformly adding a reagent into a relevant volume of a sample, comprising:
(A) a step of obtaining a first plate and a second plate that are movable with respect to each other so as to have different configurations, the first plate including a reagent added to a sample on its surface Has a storage site, the reagent is soluble in the sample and can diffuse into the sample, one or two of the plates comprises spacers, and each spacer is fixed on its respective plate and has a predetermined height There are steps,
(B) obtaining a sample,
(C) depositing a sample on one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration is such that the two plates are partially or completely separated and the spacing between the plates is Is not adjusted by the spacer, is a configuration, step,
(D) after (c) spreading the sample in a plate in a closed configuration, wherein the plates are facing each other and the spacer and associated volume of sample are located between the plates, The storage site is in contact with the relevant volume and the thickness of the relevant volume of the sample is adjusted by plates and spacers, the thickness being less than the maximum thickness of the sample when the plate is in the open configuration. ,
The spacer and plate are configured to be more uniform than the thickness of the relevant volume of the sample, which is more uniform over the area of the relevant volume in the plate closed configuration than in the plate open configuration, and the associated volume Is a part of or the entire volume of the sample.
UAB4. 試薬を関連のある体積の試料中に均一に添加するための装置であって、
異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを含み、
前記第1のプレートは、その表面に関連のある体積の試料に添加される試薬の貯蔵部位を有し、該試薬が試料中に溶解できかつ試料中に拡散でき、前記プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、かつ各スペーサがその対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有し、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、
別の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサと関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、貯蔵部位が関連のある体積と接触し、関連のある体積の試料の厚さをプレート及びスペーサにより調節し、該厚さが、プレートが開放構成にある時の試料の最大の厚さより薄く、
スペーサ及びプレートは、プレート開放構成の時に比べ、プレート閉鎖構成にある関連のある体積の領域にわたってより均一である関連のある体積の試料の厚さより均一であるように構成され、該関連のある体積は、試料の体積の一部又は体積全体である、装置。
UAB4. A device for uniformly adding a reagent to a sample of a relevant volume, comprising:
A first plate and a second plate movable relative to each other in different configurations,
The first plate has a storage site for a reagent that is added to the volume of the sample associated with its surface, the reagent being capable of dissolving in the sample and diffusing into the sample, one or two of the plates. One includes a spacer, and each spacer is fixed to its corresponding plate and has a predetermined height,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two of said plates,
Another configuration is the closed configuration, which is configured after the sample is deposited in the open configuration, in which the plates face each other and the volume of sample associated with the spacer is located between the plates and the storage site is Contacting the volume of interest and adjusting the thickness of the volume of the volume of the sample by means of plates and spacers, the thickness being less than the maximum thickness of the sample when the plate is in the open configuration,
The spacer and plate are configured to be more uniform than the thickness of the relevant volume of the sample, which is more uniform over the area of the relevant volume in the plate closed configuration than in the plate open configuration, and the associated volume Is the device, which is part of or the entire volume of the sample.
9.3 結合部位上で捕捉−分析物−検出サンドイッチを均一に形成するための方法
UAB5. プレートの接合部位上で捕捉−分析物−検出サンドイッチを均一に形成するための方法であって
(a)標的分析物を含有する試料を取得するステップ、
(b)標的分析物に結合(可能)して捕捉剤−標的分析物−検出剤サンドイッチを形成する捕捉剤及び検出剤を取得するステップ、
(c)異なる構成にするように互いに相対的に移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、前記第1のプレートは、捕捉剤が固定された結合部位を有し、第2のプレートは、検出剤を貯蔵するための貯蔵部位を有し、貯蔵部位が試料と接触すると試薬は試料中に溶解できかつ試料中に拡散でき、前記プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、かつ各スペーサがその対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有する、ステップ、
(d)プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(e)(d)の後、プレートを閉鎖構成にして前記試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、該厚さがプレートが開放構成にある時の試料の厚さより薄く、試料が結合部位及び貯蔵部位と接触し、
スペーサ及びプレートは、プレート開放構成の時に比べ、プレート閉鎖構成にある関連のある体積の領域にわたってより均一である関連のある体積の試料の厚さより均一であるように構成され、該関連のある体積は、試料の体積の一部又は体積全体である、ステップ
を含む、方法。
9.3 Method for uniformly forming capture-analyte-detection sandwiches on binding sites UAB5. A method for uniformly forming a capture-analyte-detection sandwich on a junction site of a plate, comprising: (a) obtaining a sample containing a target analyte;
(B) obtaining a capture agent and a detection agent that bind (capable) to the target analyte to form a capture agent-target analyte-detection agent sandwich;
(C) a step of obtaining a first plate and a second plate that are movable relative to each other so as to have different configurations, wherein the first plate has a binding site to which a capture agent is immobilized. And the second plate has a storage site for storing the detection agent, the reagent being capable of dissolving in the sample and diffusing into the sample when the storage site contacts the sample, and one or two of said plates A step of including spacers, each spacer being fixed to its corresponding plate and having a predetermined height;
(D) attaching the sample to one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the two configurations are such that the two plates are partially or completely separated and the plates are The spacing between is not adjusted by the spacer, is a step,
(E) after (d) spreading the sample in a plate in a closed configuration, wherein the plates face each other and the spacer and associated volume of sample are located between the plates, The thickness of the relevant volume of sample is adjusted by the plates and spacers, the thickness being less than the thickness of the sample when the plate is in the open configuration, the sample being in contact with the binding and storage sites,
The spacer and the plate are configured to be more uniform than the thickness of the relevant volume of the sample, which is more uniform over the area of the relevant volume in the plate closed configuration than in the plate open configuration. Is a part of or the entire volume of the sample.
UAB6. プレートの接合部位上で捕捉−分析物−検出サンドイッチを均一に形成するための装置であって、
異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを含み、
第1のプレートは、捕捉剤が固定化された結合部位を有し、該捕捉剤が試料内の標的分析物と結合することができ、
第2のプレートは、(a)貯蔵部位が試料と接触すると試料中に溶解して試料中に拡散すること、(b)標的分析物と結合し、かつ捕捉剤−標的分析物−検出剤サンドイッチを形成することを可能にする検出剤を貯蔵する貯蔵部位を有し、
プレートの1つ又は2つは、各々がその対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有するスペーサを含み、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、
別の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサと関連のある試料の体積がプレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さをプレート及びスペーサにより調節し、該厚さが、プレートが開放構成にある時の試料の厚さより薄く、試料が結合部位及び貯蔵部位と接触し、
スペーサ及びプレートは、プレート開放構成の時に比べ、プレート閉鎖構成にある関連のある体積の領域にわたってより均一である関連のある体積の試料の厚さより均一であるように構成され、該関連のある体積は、試料の体積の一部又は体積全体である、装置。
UAB6. A device for uniformly forming a capture-analyte-detection sandwich on a plate junction site, comprising:
A first plate and a second plate movable relative to each other in different configurations,
The first plate has a binding site to which the capture agent is immobilized, which capture agent is capable of binding the target analyte in the sample,
The second plate (a) dissolves in the sample and diffuses into the sample when the storage site contacts the sample, (b) binds the target analyte and capture agent-target analyte-detector sandwich. Having a storage site for storing a detection agent that enables the formation of
One or two of the plates each include a spacer fixed to its corresponding plate and having a predetermined height,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two of said plates,
Another configuration is the closed configuration, which is configured after the sample is deposited in the open configuration, in which the plates face each other and the volume of sample associated with the spacer is located between the plates The thickness of the sample of volume is adjusted by the plate and spacer, the thickness being less than the thickness of the sample when the plate is in the open configuration, the sample being in contact with the binding and storage sites,
The spacer and plate are configured to be more uniform than the thickness of the relevant volume of the sample, which is more uniform over the area of the relevant volume in the plate closed configuration than in the plate open configuration, and the associated volume Is the device, which is part of or the entire volume of the sample.
9.4 2つのプレートの間の関連のある体積の試料の厚さを均一に調節すること
UAB7. 関連のある体積の試料の厚さを調節するための方法であって、
(a)試料を取得するステップであって、関連のある体積の試料の厚さが調節されるステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な2つのプレートを取得するステップ、前記プレートの1つ又は2つは、所定のスペーサ間の距離及び高さを有し、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含む、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にして前記試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、該厚さが、プレートが開放構成にある時の試料の最大の厚さより薄い、ステップ、
スペーサ及びプレートは、プレート開放構成の時に比べ、プレート閉鎖構成にある関連のある体積の領域にわたってより均一である関連のある体積の試料の厚さより均一であるように構成され、該関連のある体積は、試料の体積の一部又は体積全体である、ステップ
を含む、方法。
9.4 Uniform adjustment of the thickness of the relevant volume sample between the two plates UAB7. A method for adjusting the thickness of a sample of related volume, comprising:
(A) obtaining a sample, wherein the thickness of the sample of relevant volume is adjusted
(B) obtaining two plates that are movable relative to each other in different configurations, one or two of the plates having a predetermined spacer distance and height, A step including fixed spacers,
(C) depositing a sample on one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the two configurations are such that the two plates are partially or completely separated and The spacing between is not adjusted by the spacer, is a step,
(D) after (c) spreading the sample in a closed configuration with the plates in the closed configuration with the plates facing each other and the spacer and associated volume of sample located between the plates, The thickness of the sample of relevant volume is adjusted by the plates and spacers, the thickness being less than the maximum thickness of the sample when the plate is in the open configuration;
The spacer and the plate are configured to be more uniform than the thickness of the relevant volume of the sample, which is more uniform over the area of the relevant volume in the plate closed configuration than in the plate open configuration. Is a part of or the entire volume of the sample.
UAB8. 関連のある体積の試料の厚さを調節するための装置であって、
異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを含み、
前記1つ又は2つのプレートは、所定のスペーサ間の距離及び高さを有し、それぞれのプレートに固定されるスペーサを含み、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、
別の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサと関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さをプレート及びスペーサにより調節し、該厚さが、プレートが開放構成にある時の試料の最大の厚さより薄く、
スペーサ及びプレートは、プレート開放構成の時に比べ、プレート閉鎖構成にある関連のある体積の領域にわたってより均一である関連のある体積の試料の厚さより均一であるように構成され、該関連のある体積は、試料の体積の一部又は体積全体である、装置。
UAB8. A device for adjusting the thickness of a sample of related volume, comprising:
A first plate and a second plate movable relative to each other in different configurations,
The one or two plates include spacers having a predetermined distance and height between the spacers and fixed to the respective plates,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two of said plates,
Another configuration is the closed configuration, which is configured after the sample is deposited in the open configuration, in which the plates face each other and the volume of sample associated with the spacer is located between the plates and is associated. The thickness of the sample of volume is adjusted by plates and spacers, the thickness being less than the maximum thickness of the sample when the plate is in the open configuration,
The spacer and plate are configured to be more uniform than the thickness of the relevant volume of the sample, which is more uniform over the area of the relevant volume in the plate closed configuration than in the plate open configuration, and the associated volume Is the device, which is part of or the entire volume of the sample.
段落U1〜U8に記載の方法及び装置において、関連のある体積の試料の厚さを均一化するスペーサ及びプレートの構成に、本開示に記載の実施形態を有する。 In the method and apparatus of paragraphs U1-U8, the spacer and plate configurations that equalize the thickness of the relevant volume of the sample have embodiments described in this disclosure.
試料厚さ均一性 U1〜U8の段落の方法及び装置において、関連のある体積の試料の厚さの均一性とは、閉鎖構成における試料の厚さが、最大0.001%、最大0.01%、最大0.05%、最大0.1%、最大0.5%、最大1%、最大2%、最大5%、最大10%、最大20%、最大30%、最大50%、最大75%、最大90%、100%未満、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲の相対的な変動を有することである。
Sample Thickness Uniformity In the method and apparatus of paragraphs U1 to U8, sample thickness uniformity of the relevant volume is that sample thickness in the closed configuration is 0.001% maximum and 0.01 maximum. %, max 0.05%, max 0.1%, max 0.5%,
段落U1〜U8の方法及び装置の好ましい実施形態において、関連のある体積の試料の厚さの均一性とは、閉鎖構成における試料の厚さが、最大0.1%、最大0.5%、最大1%、最大2%、最大5%、最大10%、最大20%、最大30%、最大50%、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲の相対的な変動を有することである。 In a preferred embodiment of the method and apparatus of paragraphs U1-U8, sample thickness uniformity of the relevant volume refers to sample thickness in the closed configuration of up to 0.1%, up to 0.5%, Having a relative variation of up to 1%, up to 2%, up to 5%, up to 10%, up to 20%, up to 30%, up to 50%, or a range between any two of these values. ..
飽和インキュベーション時間の短縮に対して非常に重要な別のバラメータは、試料厚さの均一性である。結合部位にわたって厚さが大きい変動を有すると、飽和インキュベーション時間は結合部位の位置によって異なり、より長い飽和インキュベーション時間を促成し、結合部位における全ての位置が飽和に達成することを確保する。 Another parameter that is very important for reducing saturation incubation time is sample thickness uniformity. With large variations in thickness across the binding site, the saturation incubation time depends on the position of the binding site, forcing a longer saturation incubation time and ensuring that all positions in the binding site reach saturation.
10. 増幅表面
PoC診断及び小さい試料体積を使用するいずれかのアッセイに対して、従来の主要障害の1つは、低い感度である。アッセイの信号を増強することが望ましい。本発明の1つの態様は、結合部位をシグナル増幅表面(SAS)に載置して、信号を増幅することにより、高い感度を達成する装置及び方法に関する。信号増幅表面は、シグナル増幅層(SAL)とも呼ばれる。
10. Amplified surface One of the traditional major obstacles to either assay using PoC diagnostics and small sample volumes is low sensitivity. It is desirable to enhance the signal of the assay. One aspect of the present invention relates to devices and methods that achieve high sensitivity by placing binding sites on a signal amplification surface (SAS) and amplifying the signal. The signal amplification surface is also called the signal amplification layer (SAL).
SALの一般構造は、局所表面電界及び勾配及び光信号を増幅するナノスケール金属−誘電体/半導体−金属構造を含む。増幅は、金属構造の鋭い(すなわち曲率が大きい)エッジを有する位置及び2つの金属構造の小さな隙間の間で高い。最も高い増幅領域は、鋭いエッジと小さな隙間を有する領域である。さらに、全ての金属及び非金属マイクロ/ナノ構造の寸法は、一般的にはSALが増幅する光の波長(すなわち、サブ波長)より小さい。 The general structure of SALs includes nanoscale metal-dielectric/semiconductor-metal structures that amplify local surface electric fields and gradients and optical signals. Amplification is high between locations with sharp (ie, high curvature) edges of the metal structure and small gaps between the two metal structures. The highest amplification area is the area with sharp edges and small gaps. Moreover, the dimensions of all metallic and non-metallic micro/nanostructures are typically smaller than the wavelength of light (ie, subwavelength) that SAL amplifies.
いくつかの実施形態において、SAL層は、できるだけ多くの金属の鋭いエッジ及び小さな隙間を有する。これは、ナノ構造の間の隙間が小さい金属ナノ構造の密集したグループを有することが必要である。SAL構造は、いくつかの異なる層を含んでもよい。さらに、SAL層自体は、様々な目的のために参照文献として本明細書に組み込まれる2013年3月15日に出願された米国特許仮出願第61/801424号、2014年3月15日に出願されたPCT出願WO2014197096、並びに様々な目的のために本明細書に参照文献として組み込まれるPCT/US2014/028417(Chouら、「Analyte Detection Enhancement By Targeted Immobilization,Surface Amplification, and Pixelated Reading And Analysis」)に記載されているように、鋭いエッジ及び小さな隙間のない金属材料の部分をさらに覆うことができるプロセスにより、さらに改善することができる。 In some embodiments, the SAL layer has as many metal sharp edges and small gaps as possible. This requires having closely packed groups of metallic nanostructures with small gaps between the nanostructures. The SAL structure may include several different layers. Further, the SAL layer itself is filed on March 15, 2013, US Provisional Application No. 61/801,424, filed March 15, 2014, which is hereby incorporated by reference for various purposes. PCT Application WO2014197096, as well as PCT/US2014/028417 (Chou et al., "Analyte Detection By Targeted Immunization Reconciliation Affiliation Reconciliation, Inc.") for various purposes. Further improvements can be made by a process that can further cover portions of metal material without sharp edges and small gaps, as described.
信号増幅表面の1つの特定の実施形態は、前記金属ドット構造、前記金属ディスク及び/又は前記金属バックプレーンの少なくとも一部少なくとも一部と、任意に分析物に特異的に結合する捕捉剤とを覆う分子接着層を含むD2PAアレイ(ディスク・カップルド・ドット・オン・ピラー・アンテナアレイ)であり、該捕捉剤がD2PAアレイに結合する。前記分析物が捕捉剤に結合する時、ナノセンサは、分析物からの光信号を増幅することができる。いくつかの実施形態において、SALの1つ、いくつか又は全ての臨界金属及び誘電体成分の寸法は、検知中の光の波長より小さい。ディスク・カップルド・ドット・オン・ピラー・アンテナアレイの物理的構造の詳細、それらの製造方法、捕捉剤をディスク・カップルド・ドット・オン・ピラー・アンテナアレイに結合する方法、及びディスク・カップルド・ドット・オン・ピラー・アンテナアレイを用いて分析物を検出する方法は、様々な目的のために参照文献として本明細書に組み込まれるWO2012024006、WO2013154770、Liら(Optics Express 2011 19、3925−3936),Zhangら(Nanotechnology 2012 23:225−301),Zhouら(Anal.Chen.2014 84:4489)を含む様々出版物に記載されている。 One particular embodiment of a signal amplification surface comprises at least a portion at least a portion of the metal dot structure, the metal disk and/or the metal backplane, and optionally a capture agent that specifically binds to the analyte. A D2PA array (disk-coupled dot-on-pillar antenna array) containing a covering molecular adhesion layer, the capture agent binding to the D2PA array. When the analyte binds to the capture agent, the nanosensor can amplify the light signal from the analyte. In some embodiments, the dimensions of one, some or all of the critical metal and dielectric components of the SAL are smaller than the wavelength of light being detected. Details of the physical structure of disk-coupled dot-on-pillar antenna arrays, methods of making them, methods of coupling capture agents to disk-coupled-dot-on-pillar antenna arrays, and disk couples Methods for detecting analytes using do-dot-on-pillar antenna arrays are described in WO2012024006, WO2013154770, Li et al. (Optics Express 2011 19, 3925-, incorporated herein by reference for various purposes. 3936), Zhang et al. (Nanotechnology 2012 23:225-301), Zhou et al. (Anal. Chen. 2014 84:4489).
10.1 関連のある体積の試料中の標的実体をアッセイする信号の増幅
M1. 関連のある体積の試料中の標的実体をアッセイする信号を増幅するための方法であって、
(a)標的実体を含有する試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な2つのプレートを取得するステップであって、1つのプレートは、その表面に、標的実体に結合するようにかつ信号増幅表面上又は付近にある光信号を増幅するように構成された信号増幅表面を含む1つの結合部位を含み、前記プレートの1つ又は2つはスペーサを含み、各スペーサが、その対応するプレート上にあり、かつ所定の高さを有する、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にして前記試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さをプレート及びスペーサにより調節し、スペーサは、プレートが開放構成にある時のスペーサより薄く、関連のある体積の試料が結合部位と接触する、ステップ、並びに
(e)(e)の後、プレートが閉鎖構成にある間に、一定の時間培養して、関連のある体積の試料中の標的実体が結合部位に結合することを可能にする一定の時間でインキュベートするステップであって、
関連のある体積は、プレートが閉鎖構成にある時に試料が結合部位と接触する部分である、ステップ
を含む、方法。
10.1 Amplification of signal assaying target entity in relevant volume of sample M1. A method for amplifying a signal for assaying a target entity in a sample of relevant volume, comprising:
(A) obtaining a sample containing the target entity,
(B) obtaining two plates that are movable relative to each other in a different configuration, one plate being attached to its surface for binding to a target entity and on or near the signal amplification surface. One binding site comprising a signal amplification surface configured to amplify an optical signal, one or two of said plates comprising spacers, each spacer being on its corresponding plate and predetermined. Having a height of
(C) depositing a sample on one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration wherein the two plates are separated and the spacing between the plates is a spacer. Not adjusted by, composition, step,
(D) after (c) spreading the sample in a plate in a closed configuration, wherein the plates are facing each other and the spacer and associated volume of sample are located between the plates, Adjusting the thickness of the relevant volume of the sample by the plate and the spacer, the spacer being thinner than the spacer when the plate is in the open configuration, the relevant volume of the sample contacting the binding site; and (e ) After (e), incubate for a period of time while the plate is in the closed configuration to allow the target entity in the relevant volume of the sample to bind to the binding site. A step,
The method, wherein the volume of interest is the portion where the sample contacts the binding site when the plate is in the closed configuration.
M2. 関連のある体積の試料中の標的実体をアッセイする信号を増幅するための装置であって、
異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを含み、
第1のプレートは、その表面に、(i)試料内の標的実体に結合するように、及び(ii)信号増幅表面上又は付近にある光信号を増幅するように構成された信号増幅表面を含む、1つの結合部位を含み、
プレートの1つ又は2つは、各々がその対応するプレートに位置し、かつ所定の高さを有するスペーサを含み、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、
別の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサと関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、該厚さはプレートが開放構成にある時の厚さより薄く、
関連のある体積は、プレートが閉鎖構成にある時に試料が結合部位と接触する部分である、装置。
M2. A device for amplifying a signal for assaying a target entity in a sample of relevant volume, comprising:
A first plate and a second plate movable relative to each other in different configurations,
The first plate has on its surface a signal amplification surface configured (i) to bind to a target entity in the sample and (ii) to amplify an optical signal on or near the signal amplification surface. Including one binding site,
One or two of the plates each include a spacer located on its corresponding plate and having a predetermined height,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two of said plates,
Another configuration is the closed configuration, which is configured after the sample is deposited in the open configuration, in which the plates face each other and the volume of sample associated with the spacer is located between the plates and is associated. The volume sample thickness is adjusted by the plates and spacers, which is less than the thickness when the plate is in the open configuration,
The volume of interest is the device where the sample contacts the binding site when the plate is in the closed configuration.
いくつかの実施形態において、信号増幅表面は、金属−誘電体ナノ構造、金属−半導体ナノ構造及びディスク・カップルド・ドット・オン・ピラー・アンテナアレイのうちの少なくとも1つを含む。 In some embodiments, the signal-amplifying surface comprises at least one of metal-dielectric nanostructures, metal-semiconductor nanostructures, and disk coupled dot-on-pillar antenna arrays.
いくつかの実施形態において、信号増幅表面は、金属層を含む。 In some embodiments, the signal amplification surface comprises a metal layer.
11 アッセイ中の迅速な結合における試薬体積の節約(S)
試薬中の実体を表面上の結合部位に結合する(例えば、捕捉剤でプレートをコーティングするか又は生体試料表面を染色する)場合には、短いインキュベーション時間を有することが望ましい。短いインキュベーション時間を取得する1つの方法は、試薬中の実体濃度を大幅に増加させることである。しかしながら、このような方法は、短いインキュベーション時間に、結合部位に近い試薬中の実体のほんの一部のみが結合部位に達して結合でき、残りが実体から遠すぎて結合部位に拡散して結合できず、無用で無駄になるので、実体を無駄にして、したがってコストがかかる。一般的な溶液中の一般的な試薬の典型的な拡散定数について、典型的な拡散長さは、1s(秒)、10s、及び100sのインキュベーション時間では、それぞれ約10μm、33μm、及び100μmである。典型的な表面上の液滴の典型的な厚さは、2.5mmであり、上記拡散長さより少なくても25倍厚く、インキュベーション時間が100s以下であれば、顕著な無駄(コストがかかる)をもたらす。本発明の1つの態様は、試薬の液滴を広い領域に非常に薄く(自然な滴下よりも薄い)広げ、試薬を節約してコストを低減することである。
11 Reagent volume savings in rapid binding during assay (S)
If the entity in the reagent binds to the binding site on the surface (eg coating the plate with a capture agent or stains the biological sample surface), it is desirable to have a short incubation time. One way to obtain a short incubation time is to significantly increase the concentration of entity in the reagent. However, such a method allows only a small portion of the entity in the reagent near the binding site to reach and bind to the binding site and the rest too far from the entity to diffuse and bind to the binding site in a short incubation time. Instead, it is useless and wasteful, which wastes the entity and thus costs. For typical diffusion constants of common reagents in common solutions, typical diffusion lengths are about 10 μm, 33 μm, and 100 μm for incubation times of 1 s (sec), 10 s, and 100 s, respectively. . A typical thickness of a droplet on a typical surface is 2.5 mm, which is at least 25 times thicker than the above diffusion length, and a significant waste (cost) if the incubation time is 100 s or less. Bring One aspect of the present invention is to spread the droplets of reagent very thin over a large area (thinner than the natural drop), saving reagent and reducing cost.
11−1 試薬を広げることにより表面結合部位に結合する標的実体を試薬中に含む試薬を節約するための方法(体積が自然接触領域より小さい結合部位を有する)
S1. 表面結合部位に結合する標的実体を含む試薬を節約するための方法であって、
(a)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、前記第1のプレートはその表面に結合部位を有し、前記プレートの1つ又は2つは、各々がその対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有するスペーサを含む、ステップ、
(b)試薬を取得するステップであって、前記試薬は、(i)結合部位に結合可能な標的実体を含み、(ii)他のプレートと接触なしの、結合部位に付着した試薬の接触領域が、結合部位の領域よりも小さいような、体積及び湿潤特性を有する、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にして、前記試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ及び試料がプレートの間に位置し、プレートが開放構成にある時に比べて結合部位と接触する試料の領域がより大きく、かつ結合部位にある試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、厚さはプレートが開放構成にある時の厚さより薄い、ステップ
を含む、方法。
11-1 A method for saving a reagent containing a target entity that binds to a surface binding site in a reagent by spreading the reagent (having a binding site whose volume is smaller than a natural contact region)
S1. A method for conserving a reagent containing a target entity that binds to a surface binding site, the method comprising:
(A) Obtaining a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, the first plate having a binding site on its surface, One or two comprising spacers each fixed to its corresponding plate and having a predetermined height;
(B) a step of obtaining a reagent, wherein the reagent comprises (i) a target entity capable of binding to a binding site, and (ii) a contact region of the reagent attached to the binding site without contact with another plate. Has volume and wetting properties such that is smaller than the area of the binding site,
(C) depositing the sample on one or two of said plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the two configurations are such that the two plates are partially or completely separated and The spacing between is not adjusted by the spacer, is a step,
(D) After (c), the plate is in a closed configuration and the sample is unfolded, wherein the plates face each other, the spacer and the sample are located between the plates, and the plate is in an open configuration. There is a larger area of the sample in contact with the binding site than when it is in, and the thickness of the sample at the binding site is adjusted by the plates and spacers, the thickness being less than the thickness when the plate is in the open configuration. Including the method.
段落S1に記載の方法において、それは、(d)の後、プレートが閉鎖構成にある間に、試料を一定の時間インキュベートしかつインキュベーションを停止させるステップをさらに含み、インキュベーション時間はプレートが閉鎖構成にある時に標的実体が最大試料厚さ全体に拡散するための時間にほぼ等しく、かつインキュベーションは実体と結合部位との結合を可能にするプロセスである。 The method of paragraph S1, which further comprises after (d) incubating the sample for a period of time and stopping the incubation while the plate is in the closed configuration, the incubation time being the plate in the closed configuration. At some point the target entity is approximately equal in time to diffuse through the maximum sample thickness, and incubation is the process that allows the entity to bind to the binding site.
S2. 表面結合部位に結合する標的実体を含む試薬を節約するための装置であって、
異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを含み、
第1のプレートはその表面に試薬中の標的実体と結合する結合部位を有し、別のプレートと接触なしの、試薬が1つのみのプレートに付着する時の結合部位は、試薬接触領域より大きい面積を有し、
プレートの1つ又は2つは、各々がその対応するプレートに固定され、かつ所定の高さを有するスペーサを含み、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、
別の構成は、試薬が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ及び試薬がプレートの間に位置し、プレートが開放構成にある時に比べ、試料が結合部位のより多くの領域と接触し、結合部位上の試薬の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、該厚さはプレートが開放構成にある時の厚さより薄い、装置。
S2. A device for conserving a reagent containing a target entity that binds to a surface binding site,
A first plate and a second plate movable relative to each other in different configurations,
The first plate has a binding site on its surface that binds to the target entity in the reagent, and the binding site when the reagent is attached to only one plate without contact with another plate is Has a large area,
One or two of the plates each include a spacer fixed to its corresponding plate and having a predetermined height,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two of said plates,
Another configuration is the closed configuration, which is configured after the reagents are deposited in the open configuration, where the plates are opposite each other, the spacer and the reagent are located between the plates, and the plates are in the open configuration as compared to when in the open configuration. The device wherein the sample contacts more area of the binding site and the thickness of the reagent on the binding site is adjusted by the plate and spacer, the thickness being less than the thickness when the plate is in the open configuration.
12. 体積及び/又は濃度の検出及び/又は定量化(Q)
試料の関連のある体積の定量化及び/又は制御は、試料中の化学化合物(分析物、実体、試薬等を含む)の濃度の定量化及び/又は制御に有用である。
12. Volume and/or concentration detection and/or quantification (Q)
Quantifying and/or controlling the relevant volume of a sample is useful for quantifying and/or controlling the concentration of chemical compounds (including analytes, entities, reagents, etc.) in a sample.
試料体積の定量化のための一般的な方法は、計量ピペット(例えば、エッペンドルフの「リサーチプラスピペット、調節可能、0.5−10μL」、SKU #3120000020)、又は幾何構造の使用を含む。PoC(ポイント・オブ・ケア)又は家庭用の場合、このような計量装置は、使用しにくく及び/又は高価である。試料体積及び/又は濃度の定量化及び/又は制御のためのより簡単で安価な方法及び装置が必要とされる。 Common methods for quantification of sample volume include the use of metering pipettes (eg Eppendorf's "Research Plus Pipette, Adjustable, 0.5-10 μL", SKU #3120000020), or geometry. For PoC (point of care) or household use, such metering devices are difficult and/or expensive to use. There is a need for simpler and cheaper methods and devices for quantifying and/or controlling sample volume and/or concentration.
本発明の1つの態様は、計量ピペット及び/又は固定マイクロ流体流路を使用せずにプレート上に付着した試料の関連のある体積を定量化し及び/又は制御する方法、装置、及びシステムに関する。試料体積の一部又は全体であってもよい関連のある体積は、試料中の標的分析物及び/又は実体の濃度の定量化及び/又は制御に関連する。本発明の方法、装置、及びシステムは、使いやすく、コストが低い。 One aspect of the invention relates to methods, devices, and systems for quantifying and/or controlling the relevant volume of sample deposited on a plate without the use of metering pipettes and/or fixed microfluidic channels. The relevant volume, which may be part or the whole of the sample volume, relates to quantifying and/or controlling the concentration of the target analyte and/or entity in the sample. The method, apparatus and system of the present invention are easy to use and low cost.
12.1 試料の関連のある体積を定量化するための方法
Q1. 試料の関連のある体積を定量化する方法であって、
(a)試料の関連のある体積が定量化される試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な2つのプレートを取得するステップであって、前記プレートの1つ又は2つは、所定のスペーサ間の距離及び高さを有し、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含む、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、2つのプレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、並びに
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にして、前記試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、プレートが互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、該厚さがプレートが開放構成にある時の試料の最大の厚さより薄く、少なくとも1つのスペーサが試料内に位置する、ステップ、
(e)プレートが閉鎖構成にある間に、試料の関連のある体積を定量化するステップであって、前記関連のある体積は、試料の全体積の少なくとも一部である、ステップ
を含む、方法。
12.1 Methods for Quantifying Relevant Volumes of Samples Q1. A method for quantifying the relevant volume of a sample, comprising:
(A) obtaining a sample in which the relevant volume of the sample is quantified,
(B) Obtaining two plates that are movable relative to each other in different configurations, wherein one or two of the plates have a predetermined spacer distance and height, respectively. Step, including a spacer fixed to the plate of
(C) depositing the sample on one or two of the two plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration wherein the two plates are partially or completely separated and A configuration in which the spacing between the plates is not adjusted by spacers; and (d)(c), after which the plates are placed in a closed configuration and the sample is spread, the plates facing each other in the closed configuration. And the spacer and associated volume of sample are located between the plates, and the thickness of the associated volume of sample is adjusted by the plate and the spacer, the thickness being the maximum of the sample when the plate is in the open configuration. Thinner than the thickness of the at least one spacer located in the sample,
(E) quantifying a relevant volume of the sample while the plate is in the closed configuration, the relevant volume being at least a portion of the total volume of the sample. .
Q2. いくつかの実施形態において、試料の関連のある体積を定量化するための方法は、
(a)第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップ、
(b)2つのプレートの間に定量化される試料を製造するステップ、
(c)2つのプレートを圧縮して試料の厚さを減少させることにより試料の形状を変形させるステップ、
(d)プレート間に試料を横方向に広げるステップ、
プレートが閉鎖構成にある間に、試料の関連のある体積を定量化するステップであって、前記関連のある体積は、試料の全体積の少なくとも一部である、ステップ
を含む。
Q2. In some embodiments, the method for quantifying the relevant volume of a sample comprises:
(A) obtaining a first plate and a second plate,
(B) producing a sample to be quantified between two plates,
(C) deforming the shape of the sample by compressing the two plates to reduce the thickness of the sample,
(D) step of laterally spreading the sample between the plates,
Quantifying a relevant volume of the sample while the plate is in the closed configuration, the relevant volume being at least a portion of the total volume of the sample.
12.2 試料中の関連のある体積を定量化するためのプレート
Q3.試料中の関連のある体積を定量化するためのプレートであって、
その表面に、(i)所定のスペーサ間の距離及び高さを有し、表面に固定されたスペーサと、(ii)試料と定量化される関連のある体積を有する試料と接触させるための試料接触領域とを含み、少なくとも1つのスペーサは、試料接触領域の内部にあるプレートを含む、プレート。
12.2 Plates for quantifying relevant volumes in samples Q3. A plate for quantifying the relevant volume in a sample, comprising:
A sample for contacting on its surface (i) a spacer having a predetermined distance and height between the spacers and fixed to the surface, and (ii) a sample having an associated volume quantified with the sample. A contact area and the at least one spacer comprises a plate within the sample contact area.
12.3 試料中の関連のある体積を定量化するための装置
Q4. 試料中の関連のある体積を定量化するための装置であって、
第1のプレート及び第2のプレートを含み、それは、(a)異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、(b)それぞれ、定量化される関連のある体積を有する試料と接触させるための試料接触領域を有し、
1つ又は2つのプレートは、その表面にスペーサを含み、前記スペーサは、所定のスペーサ間の距離及び高さを有し、それぞれのプレートに固定され、
1つの構成は、2つのプレートが離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が1つ又は2つのプレートに付着する、開放構成であり、
他の構成は、試料が開放構成において付着した後に構成される、閉鎖構成であり、閉鎖構成において、プレートは互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料はプレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さは、プレート及びスペーサにより調節され、かつプレートが開放構成にある時に比べて小さく、少なくとも1つのスペーサは、試料内部にあり、
試料の関連のある体積は、閉鎖構成で定量化され、関連のある体積は、試料の体積全体の少なくとも一部である、装置。
12.3 Device for quantifying relevant volumes in a sample Q4. A device for quantifying a relevant volume in a sample, comprising:
Includes a first plate and a second plate, which are (a) movable relative to each other in different configurations, and (b) each in contact with a sample having an associated volume to be quantified. Has a sample contact area for
One or two plates include spacers on their surface, said spacers having a predetermined distance and height between the spacers, fixed to each plate,
One configuration is an open configuration in which the two plates are separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two plates,
Another configuration is the closed configuration, where the samples are configured after being deposited in the open configuration, in which the plates face each other and the spacers and associated volume of sample are located between the plates and the associated The thickness of a volume of sample is adjusted by the plate and spacer and is smaller than when the plate is in the open configuration, the at least one spacer being inside the sample,
The apparatus, wherein the relevant volume of the sample is quantified in the closed configuration and the relevant volume is at least a portion of the total volume of the sample.
12−5.試料の関連のある体積の計測
MS1. 本発明において、プレートが閉鎖構成にある間の試料の関連のある体積の定量化は、以下の5つの実施形態のそれぞれを含むが、それらに限定されない:
(a)機械、光学、電気、又はそれらの任意の組み合わせの方法により、試料の関連のある体積を計測すること、
(b)機械、光学、電気、又はそれらの任意の組み合わせの方法から選択される方法を使用して、試料の関連のある体積に関連した1つ以上のパラメータを独立して計測すること、
(c)試料の関連のある体積に関連した所定の1つ以上のパラメータ(すなわち、プレートが閉鎖構成にある前に決定された試料のパラメータ)を使用すること、
(d)(i)プレートが閉鎖構成にある時、関連のある体積に関連した1つ以上のパラメータを計測し、(ii)プレートが閉鎖構成にある前に、関連のある体積に関連した他のパラメータを予め決定することにより、試料の関連のある体積を決定すること、
(e)非試料体積を決定すること、
(f)以上の(すなわち、a、b及びc)の任意の組み合わせ。
12-5. Measurement of the relevant volume of the sample MS1. In the present invention, quantification of the relevant volume of the sample while the plate is in the closed configuration includes, but is not limited to, each of the following five embodiments:
(A) measuring the relevant volume of the sample by mechanical, optical, electrical, or any combination thereof methods;
(B) independently measuring one or more parameters associated with the relevant volume of the sample using a method selected from mechanical, optical, electrical, or any combination thereof.
(C) using one or more predetermined parameters related to the relevant volume of the sample (ie the sample parameters determined before the plate was in the closed configuration);
(D) (i) measuring one or more parameters associated with the volume of interest when the plate is in the closed configuration; Determining the relevant volume of the sample by predetermining the parameters of
(E) determining the non-sample volume,
(F) Any combination of the above (ie, a, b and c).
段落MS1の方法において、機械方法は、スペーサ(すなわち、基板の内面とカバープレートとの間の間隔を所定の値に調節する機械装置)、機械プローブ又は定規、音波(例えば、間隔を計測するための超音波の反射及び/又は干渉)、又はそれらの任意の組み合わせの使用を含むが、それらに限定されない。 In the method of paragraph MS1, the mechanical method is a spacer (ie, a mechanical device that adjusts the spacing between the inner surface of the substrate and the cover plate to a predetermined value), a mechanical probe or ruler, a sound wave (eg, to measure the spacing). Ultrasonic reflection and/or interference), or any combination thereof.
段落MS1の方法において、光干渉、光学撮像(例えば、試料の2D(2次元)/3D(3次元)画像を撮る)、複数回の光学撮像(異なる視野角、異なる波長、異なる位相及び/又は異なる偏光による)、画像処理、又はそれらの任意の組み合わせの使用を含むが、それらに限定されない。 The method of paragraph MS1, wherein optical interference, optical imaging (eg, taking a 2D (2D)/3D (3D) image of the sample), multiple optical imaging (different viewing angles, different wavelengths, different phases and/or (With different polarizations), image processing, or the use of any combination thereof, but not limited thereto.
電気方法は、容量、抵抗、もしくはインピーダンスの計測、又はそれらの任意の組み合わせを含むが、それらに限定されない。 Electrical methods include, but are not limited to, measuring capacitance, resistance, or impedance, or any combination thereof.
段落MS1の方法において、いくつかの実施形態において、試料厚さの計測は、2つのプレートの内面の間の間隔を計測することである。 In the method of paragraph MS1, in some embodiments, measuring the sample thickness is measuring the distance between the inner surfaces of the two plates.
段落MS1の方法において、いくつかの実施形態において、試料の関連のある体積に関連した所定の1つ以上のパラメータの試料を使用し、所定のパラメータは、プレートが閉鎖構成にある時にスペーサにより調節された所定の試料厚さである。 The method of paragraph MS1, in some embodiments, employs a sample of a predetermined one or more parameters related to the relevant volume of the sample, the predetermined parameter being adjusted by the spacer when the plate is in the closed configuration. It is the predetermined sample thickness which was made.
段落MS1の方法において、いくつかの実施形態において、試料の関連のある体積に関連した所定の1つ以上のパラメータの試料を使用し、所定のパラメータは、所定のスペーサの高さである。 In the method of paragraph MS1, in some embodiments, a sample of a predetermined one or more parameters related to the relevant volume of the sample is used, the predetermined parameter is a predetermined spacer height.
段落MS1の方法において、いくつかの実施形態において、試料の関連のある体積に関連したパラメータは、閉鎖構成でのパラメータであり、それは、(i)(CROF内)第1のプレートの内面と第2のプレートの内面との間の間隔、(ii)試料厚さ、(iii)試料領域の全体又は関連のある部分、(iv)試料体積の全体もしくは関の連部分、又は(v)それらの任意の組み合わせを含むが、それらに限定されない。 In the method of paragraph MS1, in some embodiments, the relevant volume-related parameter of the sample is the parameter in the closed configuration, which is (i) (in CROF) the inner surface of the first plate and The distance between the inner surfaces of the two plates, (ii) sample thickness, (iii) the entire sample area or relevant parts, (iv) the entire sample volume or related parts, or (v) those Including, but not limited to, any combination.
段落MS1の方法において、いくつかの実施形態において、試料体積又は関連のある試料体積の定量化は、(i)試料厚さと試料面積全体とを乗算し、試料体積全体を取得するステップ、(ii)試料厚さと関連のある試料面積とを乗算し、関連のある試料体積を取得するステップ、又は(iii)関連のある試料厚さと全体もしくは関連のある試料面積とを乗算し、関連のある試料体積を取得するステップを含む。 In the method of paragraph MS1, in some embodiments, quantifying the sample volume or related sample volumes comprises: (i) multiplying the sample thickness by the total sample area to obtain the total sample volume; (ii) ) Multiplying the sample thickness with the relevant sample area to obtain the relevant sample volume, or (iii) multiplying the relevant sample thickness with the total or relevant sample area to obtain the relevant sample The step of obtaining a volume is included.
段落MS1の方法において、いくつかの実施形態において、計測は、関連のある体積の3D(3次元)画像を撮ることである。 In the method of paragraph MS1, in some embodiments the measurement is taking a 3D (three-dimensional) image of the volume of interest.
段落MS1の方法において、いくつかの実施形態において、試料の関連のある体積の定量化は、関連のある体積の試料の側面積を計測し、その後にそれと関連のある体積の厚さを使用して、関連のある体積の試料の体積を決定することにより実行され、関連のある体積の厚さは、スペーサの情報から決定され、スペーサの情報は、スペーサの高さを含む。 In the method of paragraph MS1, in some embodiments, quantifying the relevant volume of the sample measures the side area of the relevant volume of the sample and then uses the thickness of the relevant volume. And the thickness of the relevant volume is determined from the spacer information, the spacer information including the spacer height.
段落MS1の方法において、いくつかの実施形態において、試料の関連のある体積の定量化は、関連のある体積の試料及びスペーサの側面積をともに計測し、その後にそれと関連のある体積の厚さ及びスペーサの体積を使用して、関連のある体積の試料の体積を決定することにより実行され、関連のある体積の厚さは、スペーサの情報から決定される。 In the method of paragraph MS1, in some embodiments, quantifying the relevant volume of the sample includes measuring the side area of the relevant volume of the sample and the spacer together, and then measuring the thickness of the relevant volume. And the volume of the spacer are used to determine the volume of the sample of the relevant volume, and the thickness of the relevant volume is determined from the spacer information.
段落MS1の方法において、いくつかの実施形態において、試料の関連のある体積の定量化は、関連のある体積の試料の側面積及び厚さを計測することにより実行される。 In the method of paragraph MS1, in some embodiments, quantifying the relevant volume of the sample is performed by measuring the side area and thickness of the relevant volume of the sample.
段落MS1の方法において、いくつかの実施形態において、試料の関連のある体積の定量化は、関連のある体積の試料の体積を光学に計測することにより実行される。 In the method of paragraph MS1, in some embodiments, quantifying the relevant volume of the sample is performed by optically measuring the volume of the sample of the relevant volume.
段落MS1の方法において、いくつかの実施形態において、スケールマークは、プレートが閉鎖構成にある間の関連のある試料の体積の定量化を補助するために使用され、スケールマーカーのいくつかの実施形態において、それらの使用及び計測等は、セクション2に記載される。
In the method of paragraph MS1, in some embodiments scale marks are used to help quantify the volume of the relevant sample while the plate is in the closed configuration, and some embodiments of scale markers. , Their use, measurement, etc. are described in
段落MS1の方法において、いくつかの実施形態において、試料の関連のある体積の定量化は、非試料体積を引くステップを含み、いくつかの実施形態において、非試料体積は本発明に記載された実施形態により決定される。 In the method of paragraph MS1, in some embodiments, quantifying the relevant volume of the sample comprises subtracting the non-sample volume, and in some embodiments, the non-sample volume is described in the present invention. Determined by the embodiment.
12−4. 関連のある体積の試料における分析物の濃度を定量化するための方法
Q5. 関連のある体積の試料における分析物を定量化するための方法であって、
(a)段落Q1の方法におけるステップを実行するステップ、及び
(b)ステップ(a)の後、関連のある体積からの分析物に関連した信号を計測するステップであって、前記関連のある体積は、試料の全体積の少なくとも一部である、ステップ
を含む、方法。
12-4. Methods for Quantifying Analyte Concentration in Relevant Volumes of Samples Q5. A method for quantifying an analyte in a sample of relevant volume, comprising:
(A) performing the steps in the method of paragraph Q1, and (b) measuring the signal associated with the analyte from the relevant volume after step (a), wherein the relevant volume is The method comprises the step of being at least a portion of the total volume of the sample.
Q6. 関連のある体積の試料における分析物を定量化するための方法であって、
(a)段落Q2の方法におけるステップを実行するステップ、及び
(b)ステップ(a)の後、関連のある体積からの分析物に関連した信号を計測するステップであって、前記関連のある体積は、試料の全体積の少なくとも一部である、ステップ
を含む、方法。
Q6. A method for quantifying an analyte in a sample of relevant volume, comprising:
(A) performing the steps in the method of paragraph Q2, and (b) measuring the signal associated with the analyte from the relevant volume after step (a), wherein the relevant volume is The method comprises the step of being at least a portion of the total volume of the sample.
段落Q5〜6のいずれかの方法において、いくつかの実施形態において、さらに、関連のある体積の体積に基づいて、関連のある体積の試料からの分析物に関連した信号を分割することにより、分析物濃度を計算するステップを含む。 The method of any of paragraphs Q5-6, in some embodiments, further comprising splitting the signal associated with the analyte from the sample of the relevant volume based on the volume of the relevant volume, The step of calculating the analyte concentration is included.
段落Q5〜6のいずれかの方法において、1つ又は2つのプレートは、さらに、結合部位、貯蔵部位、又は両方を含む。 In the method of any of paragraphs Q5-6, the one or two plates further comprises a binding site, a storage site, or both.
段落Q5〜6のいずれかの方法において、いくつかの実施形態において、分析物に関連した信号は、直接的に分析物からの又は分析物に付けられた標識からの信号である。 In the method of any of paragraphs Q5-6, in some embodiments, the signal associated with the analyte is a signal directly from the analyte or from a label attached to the analyte.
Q7. 関連のある体積の試料における分析物を定量化するための方法であて、
(a)1つ又は2つのプレートは結合部位を含むことを特徴とする段落Q1の方法におけるステップを実行するステップ、及び
(b)ステップ(a)の後、関連のある体積からの分析物に関連した信号を計測するステップであって、前記関連のある体積は、試料の全体積の少なくとも一部である、ステップ
を含む、方法。
Q7. A method for quantifying an analyte in a sample of relevant volume, comprising:
(A) performing one or more of the steps in the method of paragraph Q1 characterized in that one or two plates contain binding sites; and (b) after step (a), the analyte from the relevant volume is Measuring the relevant signal, said relevant volume comprising the step of being at least a portion of the total volume of the sample.
Q8. 関連のある体積の試料における分析物を定量化するための方法であって、
(a)1つ又は2つのプレートは結合部位を含むことを特徴とする段落Q2の方法におけるステップを実行するステップ、及び
(b)ステップ(a)の後、関連のある体積からの分析物に関連した信号を計測するステップであって、前記関連のある体積は、試料の全体積の少なくとも一部である、ステップ
を含む、方法。
Q8. A method for quantifying an analyte in a sample of relevant volume, comprising:
(A) performing one or more of the steps in the method of paragraph Q2, characterized in that one or two plates contain binding sites; and (b) after step (a), the analyte from the relevant volume is A method comprising measuring a relevant signal, said relevant volume being at least a portion of a total volume of the sample.
段落Q7〜8のいずれかの方法において、いくつかの実施形態において、分析物に関連した信号は、直接的に結合部位に結合した分析物からの信号又は結合部位に結合した分析物に付けられた標識からの信号である。 In the method of any of paragraphs Q7-8, in some embodiments, the signal associated with the analyte is attached to the signal from the analyte directly bound to the binding site or to the analyte bound to the binding site. The signal from the sign.
12.5 試料中の関連のある体積における分析物濃度を定量化するのに使用するためのプレート
Q9.試料中の関連のある体積における分析物濃度を定量化するのに使用するためのプレートであって、
その表面に、(i)所定のスペーサ間の距離及び高さを有するスペーサと、(ii)定量化される関連のある体積における分析物濃度を有する試料と接触させるための試料接触領域とを含み、少なくとも1つのスペーサは、試料接触領域の内部にあるプレートを含む、プレート。
12.5 Plates for Use in Quantifying Analyte Concentrations in Relevant Volumes in Samples Q9. A plate for use in quantifying an analyte concentration in a relevant volume in a sample, comprising:
On its surface, including (i) spacers having a predetermined distance and height between spacers, and (ii) a sample contact area for contacting a sample having an analyte concentration in the relevant volume to be quantified. , At least one spacer comprises a plate within the sample contact area.
12.6 試料中の関連のある体積における分析物濃度を定量化するのに使用するための装置
試料中の標的分析物及び/又は実体の数が定量化され、かつ試料の関連のある体積も定量化されると、試料中の標的分析物及び/又は実体の濃度を定量化又は制御することができる。
12.6 Apparatus for use in quantifying analyte concentration in a relevant volume in a sample The number of target analytes and/or entities in a sample is quantified and also the relevant volume of the sample Once quantified, the concentration of target analyte and/or entity in the sample can be quantified or controlled.
Q10. 試料中の関連のある体積における分析物濃度を定量化するための装置であって、
第1のプレート及び第2のプレートを含み、第1のプレート及び第2のプレートは、(a)異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、(b)それぞれが、定量化される関連のある体積における分析物濃度を有する試料と接触させるための試料接触領域を有し、1つ又は2つのプレートは、その表面に、所定のスペーサ間の距離及び高さを有するスペーサを含み、各スペーサはそれぞれのプレートに固定され、
1つの構成は、2つのプレートが離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が1つ又は2つのプレートに付着する、開放構成であり、
他の構成は、試料が開放構成において付着した後に構成される、閉鎖構成であり、閉鎖構成において、プレートは互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料はプレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さは、プレート及びスペーサにより調節され、かつプレートが開放構成にある時に比べて小さく、少なくとも1つのスペーサは、試料内部にあり、かつ
試料の関連のある体積における分析物濃度は、閉鎖構成で定量化され、関連のある体積は、試料の体積全体の少なくとも一部である、装置。
Q10. A device for quantifying an analyte concentration in a relevant volume in a sample, comprising:
Including a first plate and a second plate, the first plate and the second plate are (a) movable relative to each other in different configurations, and (b) each is quantified. Having a sample contacting area for contacting a sample having an analyte concentration in a volume of interest, one or two plates comprising spacers on their surface having a distance and height between the predetermined spacers, Each spacer is fixed to its plate,
One configuration is an open configuration in which the two plates are separated and the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two plates,
Another configuration is the closed configuration, where the samples are configured after being deposited in the open configuration, in which the plates face each other and the spacers and associated volume of sample are located between the plates and the associated The thickness of a volume of sample is adjusted by the plate and spacer and is smaller than when the plate is in the open configuration, at least one spacer is inside the sample and the analyte concentration in the relevant volume of the sample. The apparatus is quantified in a closed configuration and the relevant volume is at least a portion of the total sample volume.
段落Q9及びQ10のいずれかの装置において、プレートは、さらに、結合部位又は貯蔵部位又は両方を含む。結合部位の1つの実施形態は、試料中の分析物に結合した結合部位である。 In the device of any of paragraphs Q9 and Q10, the plate further comprises a binding site or a storage site or both. One embodiment of the binding site is the binding site bound to the analyte in the sample.
段落Q9及びQ10のいずれの装置において、スケールマークは、プレートは、さらに、1つ以上のスケールマーカーを含み、スケールマーカーのいくつかの実施形態は、セクション2に記載される。
In both the devices of paragraphs Q9 and Q10, the scale mark, the plate further comprises one or more scale markers, and some embodiments of the scale markers are described in
段落Q1〜10のいずれかの方法又は装置において、いくつかの実施形態において、計測装置は、撮像装置及びカメラのうちの少なくとも1つを含む。 In the methods or devices of any of paragraphs Q1-10, in some embodiments the metrology device comprises at least one of an imaging device and a camera.
段落Q1〜10のいずれかの方法又は装置において、いくつかの実施形態において、計測装置は、関連のある体積の試料の横方向領域を撮像するように構成される。 In the method or apparatus of any of paragraphs Q1-10, in some embodiments, the metrology device is configured to image a lateral region of the sample of relevant volume.
段落Q1〜10のいずれかの方法又は装置において、いくつかの実施形態において、計測装置は、関連のある体積の試料の横方向領域を照らすための光源を含む。 In the method or apparatus of any of paragraphs Q1-10, in some embodiments, the metrology device includes a light source for illuminating a lateral region of the sample of relevant volume.
段落Q1〜10のいずれかの方法又は装置において、いくつかの実施形態において、濃度を計算するステップは、関連のある試料体積で、総標的分析物又は実体を割ることである。 In the method or apparatus of any of paragraphs Q1-10, in some embodiments, the step of calculating the concentration is dividing the total target analyte or entity by the relevant sample volume.
段落Q1〜10のいずれかの方法又は装置において、いくつかの実施形態において、計測信号は、光学撮像装置を用いて、標的分析物又は実体を計数する。例えば、計測は、光学顕微鏡を用いて、血液試料中の血液細胞(赤血球、白血球、血小板)を計測することであってもよい。 In the method or apparatus of any of paragraphs Q1-10, in some embodiments, the metrology signal uses an optical imaging device to count the target analyte or entity. For example, the measurement may be measurement of blood cells (red blood cells, white blood cells, platelets) in the blood sample using an optical microscope.
段落Q1〜10のいずれかの方法又は装置において、いくつかの実施形態において、試料中の標的分析物又は実体の数の計測は、表面の標的分析物又は実体を捕捉する表面固定化アッセイの実施形態であってもよい。 In the method or apparatus of any of paragraphs Q1-10, in some embodiments, measuring the number of target analytes or entities in the sample is performed by performing a surface-immobilized assay that captures the target analytes or entities on the surface. It may be in the form.
試料の体積を定量化するか又は試料中の分析物を検出/定量化するための装置は、段落Q1〜10のいずれかの装置、(1)光学撮像装置、及び/又は(2)光源及び光学撮像装置等を含む。光学撮像装置は、フォトセンサ、光学レンズ、フィルタ、偏光子、波長板、ビームスプリッタ、機械マウント、又はそれらの任意の組み合わせを含む。 An apparatus for quantifying the volume of a sample or detecting/quantifying an analyte in a sample is the apparatus of any of paragraphs Q1-10, (1) an optical imaging device, and/or (2) a light source and It includes an optical imaging device and the like. Optical imaging devices include photosensors, optical lenses, filters, polarizers, wave plates, beam splitters, mechanical mounts, or any combination thereof.
いくつかの実施形態において、関連のある試料面積又は体積の計測は、(i)第1のプレート、カバープレート、それらの間、又はそれらの任意の組み合わせにマーカーを有すること、(ii)光学撮像し(例えば、試料の2D(2次元)/3D(3次元)画像を撮像する)、該撮像を、異なる視野角、異なる波長、異なる位相、及び/又は異なる偏光で複数回行うこと、並びに(iii)メーカー及び試料画像に基づいて画像を処理することを含む。関連とは、標的分析物濃度の決定に関連することを意味する。 In some embodiments, the relevant sample area or volume measurements include (i) having a marker on the first plate, the cover plate, between them, or any combination thereof, (ii) optical imaging (E.g., capturing a 2D (2D)/3D (3D) image of the sample), performing the imaging multiple times with different viewing angles, different wavelengths, different phases, and/or different polarizations, and ( iii) processing the image based on the manufacturer and sample images. Relevant means related to the determination of target analyte concentration.
走査 いくつかの実施形態において、試料からの信号の読み取りは、走査方法を使用し、ここで、リーダ(例えば、光検出器又はカメラ)は、試料(又はプレート)の一部を読み取り、その後に試料(又はプレート)の他の部分に移動し、このようなプロセスは、試料(又はプレート)の特定の予め指定された部分が読み取られたまで行われる。試料への走査と読み取りは、試料(又はプレート)のすべての部分又は試料(又はプレート)の一部をカバーする。いくつかの実施形態において、走査と読み取りは、試料(又はプレート)を指示する位置マーカーにより、補助される。位置マーカーの一例は、固定された周期及び位置を有する周期的スペーサであり、又は試料又はプレートの位置を指示する所定の位置及びサイズも有する関連のある領域用のマーカーである。 Scanning In some embodiments, reading the signal from the sample uses a scanning method, where a reader (eg, a photodetector or camera) reads a portion of the sample (or plate) and then Moving to another part of the sample (or plate), such a process is carried out until a particular predesignated part of the sample (or plate) is read. Scanning and reading on the sample covers all parts of the sample (or plate) or part of the sample (or plate). In some embodiments, scanning and reading are aided by position markers that indicate the sample (or plate). An example of a position marker is a periodic spacer with a fixed period and position, or a marker for an associated area that also has a predetermined position and size that indicates the position of the sample or plate.
13 分析物及びその他への検出及び定量化(D)
特定の実施形態において、分析物に関連した信号を計測することにより、分析物を検出及び/又は定量化(すなわち、アッセイ)し、該信号は、光学信号、電気信号、机械信号、化学−物理的信号、又はそれらの任意の組み合わせである。いくつかの実施形態において、CROF装置内の2つのプレートが互いに接近した場合、分析物アッセイを実行する。いくつかの実施形態において、CROF装置内の2つのプレートが互いに離れている時に、分析物アッセイを実行する。
13 Detection and quantification of analytes and others (D)
In certain embodiments, detecting and/or quantifying (ie, assaying) an analyte by measuring a signal associated with the analyte, which signal is an optical signal, an electrical signal, a mechanical signal, a chemo-physical signal. Target signal, or any combination thereof. In some embodiments, the analyte assay is performed when the two plates in the CROF device are close together. In some embodiments, the analyte assay is performed when the two plates in the CROF device are separated from each other.
光学信号は、光反射、散乱、透過、吸収、スペクトル、色、発光、強度、波長、位置、偏光、冷光、蛍光、電子発光、化学発光、電気化学発光、又はそれらの任意の組み合わせを含むが、それらに限定されない。光学信号は、光学画像(すなわち、光信号と試料又は装置の位置)又は所定の面積又は体積からのすべての光子の総数の形態である。光の好ましい波長は、400nm〜1100nmの範囲、50nm〜400nmの範囲、1nm〜50nmの範囲、又は1100nm〜30000nmの範囲内にある。他の好ましい波長は、テラヘルツである。 The optical signal includes light reflection, scattering, transmission, absorption, spectrum, color, luminescence, intensity, wavelength, position, polarization, luminescence, fluorescence, electroluminescence, chemiluminescence, electrochemiluminescence, or any combination thereof. , But not limited to them. An optical signal is in the form of an optical image (ie, optical signal and sample or device position) or the total number of all photons from a given area or volume. The preferred wavelength of light is in the range of 400 nm to 1100 nm, in the range of 50 nm to 400 nm, in the range of 1 nm to 50 nm, or in the range of 1100 nm to 30000 nm. Another preferred wavelength is terahertz.
電気信号は、電荷、電流、インピーダンス、容量、抵抗、又はそれらの任意の組み合わせを含むが、それらに限定されない。機械信号は、機械波、音波、衝撃波、又は振動を含むが、それらに限定されない。化学−物理的信号は、反応において生成されたPH値、イオン、熱、気泡、色変化を含むが、それらに限定されない。 The electrical signal includes, but is not limited to, charge, current, impedance, capacitance, resistance, or any combination thereof. Mechanical signals include, but are not limited to, mechanical waves, sound waves, shock waves, or vibrations. Chemi-physical signals include, but are not limited to, PH values, ions, heat, bubbles, color changes produced in the reaction.
例えば、標識はビーズであり、かつ標識が、分析物特異的結合プロセス(すなわち、検出剤を用いてビーズを分析物に結合すること、捕捉剤を用いて分析物及びビーズを捕捉すること、捕捉剤を用いて分析物を結合して、次に検出剤を用いてビーズを付けること、又は他の手段)により、標識に付けられる。その後に計測を用いて、分析物に付けられた各ビーズを識別し、それらを計数する。 For example, the label is a bead, and the label is an analyte-specific binding process (ie, binding a bead to an analyte with a detection agent, capturing an analyte and beads with a capture agent, capturing An agent is used to bind the analyte and then a bead with the detection agent to attach the label, or by other means) to the label. Subsequent counting is used to identify each bead attached to the analyte and count them.
いくつかの実施形態において、各分析物又はビーズを、光学手段(例えば、(i)光学標識及び標識の読み取り、(ii)表面プラズモン共鳴、(iii)光学干渉、(iv)電気方法(例えば、容量、抵抗、インピーダンス等)又は他の手段により、検知し、計数する。センサは、第1のプレート及び/又は第2のプレートの表面に位置することができる。 In some embodiments, each analyte or bead is labeled with optical means (eg, (i) optical label and label reading, (ii) surface plasmon resonance, (iii) optical interference, (iv) electrical methods (eg, Sensing and counting by means of capacitance, resistance, impedance, etc.) or other means, the sensor can be located on the surface of the first plate and/or the second plate.
特定の実施形態は、(a)表面固定化アッセイ、(b)バルクアッセイ(例えば、血球計数)及び(c)他のもので分析物濃度を決定することを含む。いくつかの実施形態において、試料体積、関連のある体積の試料又は濃度についての方法は、スマートフォンを使用する。 Certain embodiments include determining the analyte concentration in (a) surface immobilization assay, (b) bulk assay (eg, hemacytometer) and (c) others. In some embodiments, the method for sample volume, relevant volume of sample or concentration uses a smartphone.
段落Q1〜10のいずれかの方法又は装置において、いくつかの実施形態において、信号計測は、試料中の分析物の数を計測するか、又は試料中の分析物に付けられた標識の数を計測することである。段落Q5の他の実施形態において、「計測信号」は、(a)各分析物又は各分析物に付けられた各標識を識別し、(b)その数を計数する。 In the methods or apparatus of any of paragraphs Q1-10, in some embodiments, the signal measurement measures the number of analytes in the sample or the number of labels attached to the analytes in the sample. That is. In another embodiment of paragraph Q5, the "measurement signal" identifies (a) each analyte or each label attached to each analyte, and (b) counts them.
いくつかの実施形態において、電極が第1の及び第2のプレートの1つ又は両方に置かれた場合(これはCROFを使用するいずれかの方法及び装置に適用される)、分析物検出は、電気方法である。電極は、試料の電荷、電流、容量、インピーダンスもしくは抵抗、又はそれらの任意の組み合わせを計測する。電極は、試料中の電解質を計測する。電極は、スペーサの厚み以下の厚みを有する。いくつかの実施形態において、電極は、スペーサの一部として機能する。電極は、様々な導電性材料により製造される。好ましい電極材料は、金、銀、アルミニウム、銅、白金、カーボンナノチューブ、又はそれらの任意の組み合わせである。 In some embodiments, analyte detection is achieved when electrodes are placed on one or both of the first and second plates, which applies to any method and apparatus that uses CROF. , Electric way. The electrodes measure the charge, current, capacitance, impedance or resistance of the sample, or any combination thereof. The electrodes measure the electrolyte in the sample. The electrode has a thickness equal to or less than the thickness of the spacer. In some embodiments, the electrodes function as part of the spacer. The electrodes are made of various electrically conductive materials. Preferred electrode materials are gold, silver, aluminum, copper, platinum, carbon nanotubes, or any combination thereof.
段落Q1〜10のいずれかの方法又は装置において、いくつかの実施形態において、計測は、カメラ又は光検出器である装置と、計測を行うように構成されたプロセッサとを使用する。 In the method or apparatus of any of paragraphs Q1-10, in some embodiments the metrology uses a device that is a camera or a photodetector and a processor configured to perform the metrology.
段落Q1〜10のいずれかの方法又は装置において、いくつかの実施形態において、濃度決定装置は、計測値(体積、面積、厚さ、分析物の数、強度)に基づいて濃度を決定するように構成されたプロセッサを含む。 In the methods or apparatus of any of paragraphs Q1-10, in some embodiments, the concentration determination device is configured to determine concentration based on measurements (volume, area, thickness, number of analytes, intensity). Included processor.
段落Q1〜10のいずれかの方法又は装置において、いくつかの実施形態において、計測された側面積、厚さ、及び標的分子の数に基づいて、関連のある体積における標的分析物の濃度を決定するように構成された濃度決定装置をさらに含む。 The method or apparatus of any of paragraphs Q1-10, in some embodiments, determining the concentration of the target analyte in the relevant volume based on the measured side area, thickness, and number of target molecules. The apparatus further includes a concentration determination device configured to
画素化した読み取り及び分析を用いる信号検出の詳細
本発明では、いくつかの実施形態において、試料、分析物、実体、結合部位、試薬、CROFプレート、又はそれらの任意の組み合わせからの信号を、検出し、分析する。画素化した読み取り及び分析を用いる信号検出のいくつかの実施形態は、本発明に記載され、いくつかの他の実施形態は、公報番号WO2014144133A及び出願番号PCT/US2014/028417(Chouら、「Analyte Detection Enhancement By Targeted Immobilization、Surface Amplification、And Pixelated Reading And Analysis」)に記載され、それらは、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
Details of Signal Detection Using Pixelated Reading and Analysis The present invention, in some embodiments, detects signals from a sample, analyte, entity, binding site, reagent, CROF plate, or any combination thereof. And analyze. Some embodiments of signal detection using pixelated reading and analysis are described in the present invention, and some other embodiments are disclosed in Publication No. WO2014144133A and Application No. PCT/US2014/028417 (Chou et al., “Analyte. Detection Enhancement By Targeted Immobilization, Surface Amplification, And Pixelated Reading And Analysis"), which are incorporated herein by reference for all purposes.
いくつかの実施形態において、信号は、異なる周波数、光強度、蛍光、色度、発光(電気及び化学発光)、ラマン散乱、時間分解信号(点滅を含む)を有する電気及び光学信号を含む電磁信号である。信号は、さらに、局部電気、局部機械、局部生物学又はプレートと読み取り装置との間の局部光学相互作用による力であってもよい。信号は、さらに、信号の空間的(すなわち、位置)、時間的及びスペクトル分布を含む。検出信号も吸収することができる。 In some embodiments, the signals are electromagnetic signals including electrical and optical signals having different frequencies, light intensities, fluorescence, chromaticities, luminescence (electrical and chemiluminescent), Raman scattering, time resolved signals (including blinking). Is. The signal may also be a force due to local electrical, local mechanical, local biology or local optical interaction between the plate and the reader. The signal further includes the spatial (ie location), temporal and spectral distribution of the signal. The detection signal can also be absorbed.
分析物は、タンパク質、ペプチド、DNA、RNA、核酸、小分子、細胞、及び異なる形状のナノ粒子を含む。標的分析物は、溶液又は空気又は気相であってもよい。検知は、存在の検出、濃度の定量化、標的分析物の状態の決定を含む。 Analytes include proteins, peptides, DNA, RNA, nucleic acids, small molecules, cells, and nanoparticles of different shapes. The target analyte may be in solution or air or gas phase. Detection includes detection of presence, quantification of concentration, determination of target analyte status.
いくつかの実施形態において、電界は、分子選択性、又は結合及び検出を補助するために用いられる。 In some embodiments, electric fields are used to aid molecular selectivity, or binding and detection.
検出/読み取り方法
光学検出(すなわち、電磁放射による検出)のいくつかの実施形態において、方法は、遠視野光学方法、近接場光学方法、落射蛍光分光法、共焦点顕微鏡法、2光子顕微鏡法、及び全反射顕微鏡法を含むが、それらに限定されず、標的分析物は電磁放射エミッタにより標識され、これらの顕微鏡中の信号は、CROFプレートの増幅表面により増幅することができる。
Detection/Reading Methods In some embodiments of optical detection (ie, detection by electromagnetic radiation), the methods include far-field optical methods, near-field optical methods, epifluorescence spectroscopy, confocal microscopy, two-photon microscopy, And, but not limited to, total internal reflection microscopy, target analytes are labeled with electromagnetic radiation emitters and the signals in these microscopes can be amplified by the amplification surface of CROF plates.
いくつかの実施形態において、信号は、位置、局部強度、局部スペクトル、局部偏波、局部位相、前記信号の局部ラマンシグネチャ、又はそれらの任意の組み合わせの情報を含む。 In some embodiments, the signal includes information about position, local strength, local spectrum, local polarization, local phase, local Raman signature of the signal, or any combination thereof.
いくつかの実施形態において、信号検出は、ある領域からの一括信号(すなわち、領域内のとの位置かに関わらず、領域からの信号)を計測することである。 In some embodiments, signal detection is the measurement of a collective signal from an area (ie, the signal from the area regardless of its position within the area).
特定の実施形態において、信号検出は、ある領域の信号画像(すなわち、信号と位置)を検出することであり、すなわち、該領域を複数の画素に分割し、該領域の各画素中の信号を個別に検出することであり、「PIX」又は「画素化画像検出」とも呼ばれる。各画素の個々の計測は、並行又は順次又は混合であってもよい。 In certain embodiments, signal detection is the detection of a signal image (i.e., signal and position) of an area, i.e., dividing the area into a plurality of pixels and detecting the signal in each pixel of the area. It is to detect individually and is also called “PIX” or “pixelated image detection”. The individual measurements of each pixel may be parallel or sequential or mixed.
いくつかの実施形態において、読み取りは、適切な検出システムを使用して、信号を順次にもしくは並行して又はそれらの組み合わせで検出する。順次検出において、1つ又は複数の画素を1回に検出し、かつスキャナを用いて検出をSALの他の領域に移動する。並行検出において、撮像カメラ(例えばCCDカメラ)のようなマルチ画素検出器アレイを使用して、異なる画素からの信号を同時に検出する。走査は、単一のパス又は異なる画素サイズを有するマルチパスである。PCT/US2014/028417の図2Cは、x、y、z状態での画素化した読み取りを概略的に示す。 In some embodiments, the reading detects the signals sequentially or in parallel or a combination thereof using a suitable detection system. In sequential detection, one or more pixels are detected at once, and a scanner is used to move the detection to other areas of the SAL. In parallel detection, a multi-pixel detector array such as an imaging camera (eg CCD camera) is used to detect signals from different pixels simultaneously. Scanning is a single pass or multi-pass with different pixel sizes. FIG. 2C of PCT/US2014/028417 schematically shows a pixelated reading in the x, y, z states.
読み取り/検出のための画素サイズは、光学解像度と全読み取り時間のバランスのために調節される。より小さな画素サイズは、SALの全体又は一部の読み取り/走査により長い時間がかかる。一般的な画素サイズは、サイズが1μm〜10μmである。画素の形状は、円形、正方形、長方形である。画素サイズの下限は、顕微鏡システムの光学解像度により決定され、画素サイズの上限は、撮像装置(光学収差、照明均一度等)の不均一な光学応答による読み取りエラーを回避するために、決定される。 The pixel size for read/detect is adjusted for a balance of optical resolution and total read time. Smaller pixel sizes take longer to read/scan all or part of the SAL. A general pixel size is 1 μm to 10 μm in size. The pixel shape is a circle, a square, or a rectangle. The lower limit of pixel size is determined by the optical resolution of the microscope system, and the upper limit of pixel size is determined to avoid reading errors due to non-uniform optical response of the imager (optical aberration, illumination uniformity, etc.). .
読み取りシステム
PCT/US2014/028417の図面を参照すると、読み取りシステムの1つの実施形態は、(a)CROF用の1つ又は複数のプレートと、(b)個々の標的分析物の結合事象を表す、前記プレートの表面から発する信号の画像を生成するための読み取り装置205と、(c)プレートと撮像装置を保持する装置アセンブリ300と、(d)前記画像を記憶するための電子機器及びデータ記憶装置301と、(e)画像のある領域内の個々の結合事象を識別し計数するためのプログラミングを含むコンピュータとを含む。
Reading System Referring to the drawings of PCT/US2014/028417, one embodiment of the reading system represents (a) one or more plates for CROF and (b) individual target analyte binding events. A reader 205 for generating an image of the signal emanating from the surface of the plate, (c) a
装置アセンブリ300は、信号を読み取るために、3つの(x,y,z)直交方向の少なくとも1つにおいて、プレートと読み取り装置との間の相対位置を制御し、変更する。装置アセンブリの実施形態は、走査機301を含む。いくつかの実施形態において、走査機301は、3つの(x,y,z)直交方向の少なくとも1つを走査する。
The
いくつかの実施形態において、読み取り装置302は、CCDカメラである。いくつかの実施形態において、読み取り装置302は、光学フィルタ303、分光計、レンズ304、アパーチャ、ビームスプリッタ305、ミラー306、偏光子307、波長板及びシャッタから選択される1つ以上の他の光学機器を含む光検出器である。いくつかの実施形態において、読み取り装置302は、ローカル及びリモート通信機能を有するスマートフォン又は携帯電話である。読み取り装置は、前記信号の位置、局部強度、局部スペクトル、局部ラマンシグネチャ、又はそれらの任意の組み合わせを収集する。 In some embodiments, reader 302 is a CCD camera. In some embodiments, the reader 302 includes one or more other optics selected from optical filters 303, spectrometers, lenses 304, apertures, beam splitters 305, mirrors 306, polarizers 307, wave plates and shutters. It is a photodetector including a device. In some embodiments, the reading device 302 is a smartphone or cell phone with local and remote communication capabilities. The reader collects the position of the signal, the local intensity, the local spectrum, the local Raman signature, or any combination thereof.
いくつかの実施形態において、光学フィルタ303、光ビームスプリッタ305、光ファイバ、光検出器(例えば、pn接合、ダイオード、PMT(光電子増倍管)、又はAPD(アバランシェフォトダイオード)、撮像カメラ(例えば、CCDカメラ又は携帯電話のカメラ))、及び分光計は、装置アセンブリ301により提供される走査機と共に、遠視野共焦点設定又は広視野設定を使用する顕微鏡システムに結合される。 In some embodiments, optical filter 303, light beam splitter 305, optical fiber, photodetector (eg, pn junction, diode, PMT (photomultiplier tube), or APD (avalanche photodiode), imaging camera (eg, , CCD camera or mobile phone camera)), and a spectrometer, together with a scanner provided by the device assembly 301, are coupled to the microscope system using a far-field confocal or wide-field setting.
いくつかの実施形態において、共焦点設定では、読み取りは、輝度、1つ以上の画素の時間変化及びスペクトル変化を1回記録し、SALの関心領域全体をラスタ走査することにより、実行される。いくつかの実施形態において、広視野設定では、カメラは、SAL領域の全体又は一部の輝度及び時間変化を記録するために使用される。いくつかの実施形態において、適切な光学フィルタ及び光ビームマニピュレータ(偏光子、ビームスプリッタ、光ファイバ等)は、所望の信号のみが収集し、検出されるように確保するために、必要とされる。PCT/US2014/028417の図9は、このシステム用の構成要素の一配置を概略的に示す。 In some embodiments, in the confocal setting, the reading is performed by recording the brightness, the temporal and spectral changes of one or more pixels once, and raster scanning the entire area of interest of the SAL. In some embodiments, in the wide field of view setting, the camera is used to record the brightness and time variations of all or part of the SAL area. In some embodiments, suitable optical filters and light beam manipulators (polarizers, beam splitters, optical fibers, etc.) are required to ensure that only the desired signal is collected and detected. .. FIG. 9 of PCT/US2014/028417 schematically shows one arrangement of components for this system.
画素化した分析(PIX) PIXのいくつかの実施形態において、画素化した方法で検出された信号は、特定の画素又は複数の画素での特定の分子の数及び/又はタイプを決定するために分析され、次に、それは、標的分析物のタイプ及び/又は濃度を定量化するために使用される。用語「画素化方法による信号検出」とは、信号を有する領域を複数の画素に分割し、かつ該領域の各画素からの信号を個別に検出する方法を指し、「PIX」又は「画素化画像検出」とも呼ばれる。各画素の個々の計測は、並行又は順次又は混合であってもよい。 Pixelated Analysis (PIX) In some embodiments of PIX, the signal detected in a pixelated manner is used to determine the number and/or type of a particular molecule at a particular pixel or pixels. Analyzed, which in turn is used to quantify the type and/or concentration of the target analyte. The term “signal detection by a pixelation method” refers to a method of dividing a region having a signal into a plurality of pixels and individually detecting a signal from each pixel of the region, and is “PIX” or “pixelated image”. Also called “detection”. The individual measurements of each pixel may be parallel or sequential or mixed.
いくつかの実施形態において、分析は、信号の空間、テンポ、スペクトル情報を分析することを含む。いくつかの実施形態では、分析は、統計分析、比較、統合等を含むが、それらに限定されない。PCT/US2014/028417の図5は、前記方法の1つの実施形態のフローチャートを示す。 In some embodiments, the analyzing comprises analyzing spatial, tempo, spectral information of the signal. In some embodiments, analysis includes, but is not limited to, statistical analysis, comparison, consolidation, etc. FIG. 5 of PCT/US2014/028417 shows a flow chart of one embodiment of the method.
分析−1方法 信号分析の1つの実施形態の分析−1は、(1)局部バックグラウンド信号強度を決定するステップ、(2)1つの標識、2つの標識等についての局部信号強度を決定するステップ、及び(3)撮像領域内の標識の総数を決定するステップを含む。 Analysis-1 Method Analysis-1 of one embodiment of signal analysis includes (1) determining the local background signal strength, (2) determining the local signal strength for one marker, two markers, etc. And (3) determining the total number of markers in the imaging area.
バックグラウンド信号とは、試料がいずれかの標的分析物を含まない場合を除いて、他の試料と同じ条件下で生成された信号である。 A background signal is a signal generated under the same conditions as other samples, except when the sample does not contain any target analyte.
分析−1の1つの実施形態は、EM−CCDを使用して、空間分布生物アッセイ信号強度を記録する。他の実装形態において、携帯電話(スマートフォン、携帯電話)は、信号を撮像するために使用される。 One embodiment of Analysis-1 uses an EM-CCD to record spatially distributed bioassay signal intensities. In other implementations, mobile phones (smartphones, mobile phones) are used to image the signal.
分析−1のいくつかの詳細は以下のとおりである。 Some details of Analysis-1 are as follows.
(1)局部バックグラウンド信号の強度を決定する。バックグラウンド信号を決定するために、参照試料を使用する。この参照試料は、いずれかの固定化された分析物もないプレートであり、かつプレート上の生物アッセイ用の同一の実験条件で同一の計器セットを使用して撮像される。その後、画像のすべての画素の強度を特定の信号強度での画素数を与えるヒストグラムにプロットする。その後、最も対応する画素数を有する信号強度を、バックグラウンド信号 バックグラウンドとして決定する。このバックグラウンド強度は、それらの標準偏差(s.d.)と共に、局部バックグラウンドと局部ホットスポットとを区別するために定義された閾値を決定することに使用され、閾値=バックグラウンド+n*s.dとなる。ここで、nは、閾値を調節するパラメータとして使用される整数である。一般的に、この作業で、nは、3、5又は7に設定される。 (1) Determine the strength of the local background signal. A reference sample is used to determine the background signal. This reference sample is a plate without any immobilized analyte and is imaged using the same instrument set under the same experimental conditions for bioassay on the plate. Then the intensities of all pixels in the image are plotted in a histogram giving the number of pixels at a particular signal intensity. Then, the signal strength having the most corresponding number of pixels is determined as the background signal background. This background intensity, along with their standard deviation (s.d.), is used to determine the threshold defined to distinguish between local background and local hotspot, where threshold=background+n * s. . It becomes d. Here, n is an integer used as a parameter for adjusting the threshold value. Generally, in this work n is set to 3, 5 or 7.
(2)単一の明るい画素(Ix,y>閾値)について、標識の局部信号強度は、2つのステップを有する手法を使用して決定される。第一に、試料の時間発展撮像を用いて、単一の標識(分析物)を有するホットスポットを見つける。撮像の総時間は、10秒のスケールにあり、解像度は、10ミリ秒のスケールにある。単一の分析物のホットスポットについて、ホットスポット蛍光強度の明らかなON/OFFバイナリ動作は、観察される。このような動作を表示する画素は、単一の標識/分析物として最初に計数される。したがって、画像上のそれらの座標及び強度が記録される。その後、これらのホットポットの平均強度は、プレートアッセイ上の単一の標識の輝度として使用される。 (2) For a single bright pixel (I x,y >threshold), the local signal strength of the beacon is determined using a two step procedure. First, time-evolving imaging of the sample is used to find hot spots with a single label (analyte). The total imaging time is on the 10 second scale and the resolution is on the 10 millisecond scale. For a single analyte hotspot, a clear ON/OFF binary behavior of hotspot fluorescence intensity is observed. Pixels displaying such activity are initially counted as a single label/analyte. Therefore, their coordinates and intensities on the image are recorded. The average intensity of these hotpots is then used as the intensity of a single label on the plate assay.
第二に、このようなバイナリ動作を示さない明るい画素は、したがって、複数の標識/分析物を示す。その後、それらの信号強度と、単一の標識の平均輝度とを比較して、局部ホットスポット内の標識の数を計数する。あるいは、ポアソン統計の原理に基づいて別の簡略化された手法が利用される。低濃度の分析物(<1pM)では、少量の分析物がプラズモンホットスポット高密度(約2.5×107mm−2)で固定化された確率によりポアソン分布を観測し、これは2つ超の分析物が同じプラズモンホットスポットに位置する確率が低いことを意味する。例えば、1fMの標的分析物では、2つ超の標識が画像化領域内に位置する確率は、0.01%未満である(推定)。したがって、単一標識挙動を示さないすべての明るいホットスポットは、2つの標識のみを含む。 Secondly, bright pixels that do not show such binary behavior therefore show multiple labels/analytes. The signal strengths are then compared to the average brightness of a single sign to count the number of signs in the local hotspot. Alternatively, another simplified method based on the principle of Poisson statistics is used. At low concentrations of analyte (<1 pM), we observed a Poisson distribution with the probability that a small amount of analyte was immobilized at a high density of plasmon hot spots (approximately 2.5×10 7 mm −2 ), which is two It means that there is a low probability that more than one analyte will be located in the same plasmon hotspot. For example, for a 1 fM target analyte, the probability that more than two labels will be located within the imaged region is less than 0.01% (estimated). Therefore, all bright hotspots that do not show single label behavior contain only two labels.
(3)(1)及び(2)を完了した後、ホットスポットピクセルの座標、強度及び対応する標識番号のリストを表にすることができる。標識の総数は、各明るいピクセルの標識番号に対してSUMによって得られる。 (3) After completing (1) and (2), a list of hotspot pixel coordinates, intensities and corresponding label numbers can be tabulated. The total number of labels is obtained by SUM for each bright pixel label number.
分析−2方法 信号分析の1つの実施形態の分析−2は、(1)局所的なバックグラウンド信号スペクトルを決定するステップ、(2)1つの標識、2つの標識などの局所的な信号スペクトルを決定するステップ、及び(3)画像化領域内の標識の総数を決定するステップを含む。 Analysis-2 Method Analysis-2 of one embodiment of signal analysis includes (1) determining a local background signal spectrum, (2) a local signal spectrum, such as one label, two labels. Determining, and (3) determining the total number of markers in the imaged area.
分析−2は、共焦点顕微鏡装置と組み合わせた高分解能分光計を使用して生物アッセイ信号スペクトルの空間分布を記録することに基づく。分析−2のいくつかの詳細は以下のとおりである。 Analysis-2 is based on recording the spatial distribution of the bioassay signal spectrum using a high resolution spectrometer in combination with a confocal microscope device. Some details of Analysis-2 are as follows.
(1)バックグラウンド信号を決定するために、参照試料を使用する。この参照試料は、いずれの固定化された分析物もない検知プレートであり、かつ検知プレート上の生物アッセイ用の同一の実験条件で同一の計器セットを使用して画像化される。次に、共焦点顕微鏡を用いて局所的な生物アッセイ信号スペクトルを計測する。検出領域は、高分解能分光計の前のピンホールサイズと顕微鏡の対物レンズの開口数によって決定される。共焦点顕微鏡ラスタは、検知プレートの検知部位全体を走査して、バックグラウンド信号スペクトルI(x、y、λ)の空間分布を得る。次に、特定のスペクトルモーメント(∫I(λ)dλ)を有するピクセルの数量を与えるヒストグラムを作図する。分析−1のステップ(1)と同様に、最大のピクセルを有するスペクトルモーメントをバックグラウンド信号として使用し、その標準偏差を用いて閾値を決定する。I(λ)閾値=I(λ)バックグラウンド+n*s.d(λ)。ここで、nは、閾値を調節するパラメータとして使用される整数である。一般的に、この作業で、nは、3、5又は7に設定される。(2)高分解能分光計に結合された共焦点顕微鏡装置を使用して単一の明るいピクセルのスペクトルを収集する。ステップ(1)と同様に読み出しが行われる。単一分子のスペクトルは露光時間が数秒の高感度CCDのみを用いて確実に検出され得るので、ホットスポットでの単一標識のバイナリ ビヘイビアーを決定するのに十分な時間分解能を提供することができない。したがって、明るいピクセルでの標識の数量を決定するために、異なる明るいピクセルの間のスペクトルモーメントを比較する。検知プレートの大幅な拡大のため、単一又は複数の標識をバックグラウンドと区別することができる。したがって、ホットスポット内の分析物の数量を決定することができる。 (1) Use a reference sample to determine the background signal. This reference sample is the detector plate without any immobilized analyte and is imaged using the same instrument set under the same experimental conditions for the bioassay on the detector plate. The confocal microscope is then used to measure the local bioassay signal spectrum. The detection area is determined by the pinhole size in front of the high resolution spectrometer and the numerical aperture of the microscope objective. The confocal microscope raster scans over the sensing site of the sensing plate to obtain the spatial distribution of the background signal spectrum I(x,y,λ). Next, a histogram is plotted that gives the number of pixels with a particular spectral moment (∫I(λ)dλ). Similar to analysis-1 step (1), the spectral moment with the largest pixel is used as the background signal and its standard deviation is used to determine the threshold. I(λ) threshold =I(λ) background +n * s. d(λ). Here, n is an integer used as a parameter for adjusting the threshold value. Generally, in this work n is set to 3, 5 or 7. (2) Collect the spectrum of a single bright pixel using a confocal microscope device coupled to a high resolution spectrometer. Reading is performed in the same manner as in step (1). Single molecule spectra can be reliably detected using only sensitive CCDs with exposure times of a few seconds, so they cannot provide sufficient time resolution to determine the binary behavior of single labels at hotspots. .. Therefore, the spectral moments between different bright pixels are compared to determine the number of landmarks at the bright pixels. Due to the large expansion of the detection plate, single or multiple labels can be distinguished from the background. Therefore, the quantity of analytes in the hotspot can be determined.
(3)(1)及び(2)を完了した後、ホットスポットピクセルの座標、スペクトルモーメント及び対応する標識番号のリストを表にすることができる。標識の総数は、各明るいピクセルの標識番号に対してSUMによって得られる。 (3) After completing (1) and (2), a list of hotspot pixel coordinates, spectral moments and corresponding label numbers can be tabulated. The total number of labels is obtained by SUM for each bright pixel label number.
分析−3(ピクセル化されたSERS信号により検知される) 信号分析の1つの実施形態の分析−3は、(1)「表面増強ラマン散乱」(SERS)シグネチャの局所的なバックグラウンド信号を決定するステップ、(2)1つの標識、2つの標識などの局所的なSERSを決定するステップ、及び(3)画像化領域内の標識の総数を決定するステップを含む。 Analysis-3 (Detected by Pixelated SERS Signal) Analysis-3 of one embodiment of signal analysis determines (1) the local background signal of the "Surface Enhanced Raman Scattering" (SERS) signature. And (2) determining the local SERS of one marker, two markers, etc., and (3) determining the total number of markers in the imaged region.
分析−3は、共焦点顕微鏡装置と組み合わせた高分解能分光計を使用して生物アッセイ信号SERSスペクトルの空間分布を記録することに基づく。分析−3のいくつかの詳細は以下のとおりである。 Analysis-3 is based on recording the spatial distribution of the bioassay signal SERS spectrum using a high resolution spectrometer in combination with a confocal microscope device. Some details of Analysis-3 are as follows.
(1)バックグラウンド信号を決定するために、参照試料を使用する。この参照試料は、いずれの固定化された分析物もない検知プレートであり、かつ検知プレート上の生物アッセイ用の同一の実験条件で同一の計器セットを使用して画像化される。次に、共焦点顕微鏡を用いて局所的な生物アッセイSERSスペクトルを計測する。検出領域は、高分解能分光計の前のピンホールサイズと顕微鏡の対物レンズの開口数によって決定される。共焦点顕微鏡ラスタは、検知プレートの検知部位全体を走査して、バックグラウンド信号スペクトルI(x,y,cm−1)の空間分布を得る。特定の生体分子について、分子の固有のSERSシグネチャ強度I(cm−1)を有するピクセルの数量を与えるヒストグラムを作図する。分析1のステップ(1)と同様に、最大のピクセルを有するスペクトルモーメントをバックグラウンド信号として使用し、その標準偏差を用いて閾値を決定する。I(cm−1)閾値=I(cm−1)バックグラウンド+n*s.d(cm−1)。ここで、nは、閾値を調節するパラメータとして使用される整数である。一般的に、この作業で、nは、3、5又は7に設定される。
(1) Use a reference sample to determine the background signal. This reference sample is the detector plate without any immobilized analyte and is imaged using the same instrument set under the same experimental conditions for the bioassay on the detector plate. The local bioassay SERS spectrum is then measured using a confocal microscope. The detection area is determined by the pinhole size in front of the high resolution spectrometer and the numerical aperture of the microscope objective. The confocal microscope raster scans the entire sensing site of the sensing plate to obtain the spatial distribution of the background signal spectrum I(x,y,cm −1 ). For a particular biomolecule, a histogram is constructed giving the number of pixels with the molecule's unique SERS signature intensity I(cm −1 ). Similar to step (1) of
(2)局所的なホットスポットを位置決めするために、(1)と同様な方式で、共焦点顕微鏡装置を用いて検知プレートの検知部位全体をラスタ走査する。分析−1又は分析−2とは異なり、SERSは、標識フリー検出方法であり、単一分子SERS信号は、バイナリ ビヘイビアーを示さない。したがって、明るい画素での標識の数量を決定するために、個別の明るい画素の間のSERSシグネチャI(cm−1)を比較する。検知プレートの大幅な拡大のため、単一又は複数の分析物をバックグラウンドと区別することができる。次に、ホットスポット内の分析物の数量を決定することができる。 (2) In order to position a local hot spot, a confocal microscope apparatus is used to raster-scan the entire detection site of the detection plate in the same manner as in (1). Unlike Analysis-1 or Analysis-2, SERS is a label-free detection method and single molecule SERS signals do not show binary behavior. Therefore, the SERS signature I (cm −1 ) between the individual bright pixels is compared to determine the number of labels at the bright pixels. Due to the large expansion of the detection plate, single or multiple analytes can be distinguished from the background. The quantity of analyte in the hotspot can then be determined.
(3)(1)及び(2)を完了した後、ホットスポットピクセルの座標、SERSシグネチャ強度及び対応する標識番号のリストを表にすることができる。標識の総数は、各明るいピクセルの標識番号に対してSUMによって得られる。 (3) After completing (1) and (2), a list of hotspot pixel coordinates, SERS signature intensities and corresponding label numbers can be tabulated. The total number of labels is obtained by SUM for each bright pixel label number.
分析−4方法 信号分析の1つの実施形態の分析−4は、(1)スマートフォンによってプレートの関連のある領域の画像(すなわち、写真)を撮るステップ、(2)データをローカルで(同じスマートフォンを使用して分析する)、リモートで(分析のためにリモートサイトにデータを送信する)、又はその両方で分析するステップ、及び(3)データの意味に関する専門家のアドバイスを有するか又は有さない状況でスマートフォンにデータを表示するステップを含む。いくつかの実施形態では、分析は、Open−CV又はImage−Jにおける方法を含むが、これらに限定されない画像化処理方法を含む。 Analysis-4 Method Analysis-4 of one embodiment of signal analysis includes (1) taking an image (ie, a picture) of the relevant area of the plate with a smartphone, (2) data locally (same smartphone). Using (analyzing), remotely (sending data to a remote site for analysis), or both, and (3) with or without expert advice on the meaning of the data Including the step of displaying the data on the smartphone in the context. In some embodiments, the analysis includes imaging processing methods, including but not limited to those in Open-CV or Image-J.
14 標識
本開示全体に記載された光標識の実施形態の1つ又は任意の組み合わせは、本発明の説明全体に記載されたすべての方法及び装置に適用される。
14 Labels One or any combination of the embodiments of photolabels described throughout this disclosure applies to all methods and devices described throughout the description of this invention.
いくつかの実施形態において、標識は、検出剤、分析物又は実体(接続物)に接着する。特定の実施形態において、標識は、光標識、電気的標識、光学的又は電気的信号を生成するために用いられる酵素、又はそれらの任意の組み合わせである。特定の実施形態において、検出剤、分析物又は実体(接続物)は、その後に標識に接着する接続分子(例えば、タンパク質、核酸、又は他の化合物)に接着する。 In some embodiments, the label adheres to the detection agent, analyte or entity (connectant). In certain embodiments, the label is a photolabel, an electrical label, an enzyme used to generate an optical or electrical signal, or any combination thereof. In certain embodiments, the detection agent, analyte or entity (connectant) is attached to a connecting molecule (eg, protein, nucleic acid, or other compound) that subsequently adheres to the label.
いくつかの実施形態において、光標識は、光信号を生成可能な物体であり、光信号の生成は、光(すなわち、光子)の反射、散乱、透過、吸収、スペクトル、色、放射、強度、波長、位置、偏光、発光、蛍光、エレクトロルミネッセンス、フォトルミネセンス(蛍光)、化学発光、電気化学発光、又はそれらの任意の組み合わせを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、光信号は、光学画像(すなわち、光信号と試料又は装置の位置)又は所定の面積又は体積からのすべての光子の総数の形態である。光の好ましい波長は、400nm〜1100nmの範囲、50nm〜400nmの範囲、1nm〜50nmの範囲、又は1100nm〜30,000nmの範囲内にある。他の好ましい波長は、テラヘルツである。 In some embodiments, the optical beacon is an object capable of producing a light signal, the generation of the light signal includes reflection of light (ie, photons), scattering, transmission, absorption, spectrum, color, emission, intensity, It includes, but is not limited to, wavelength, position, polarization, luminescence, fluorescence, electroluminescence, photoluminescence (fluorescence), chemiluminescence, electrochemiluminescence, or any combination thereof. In some embodiments, the optical signal is in the form of an optical image (ie, optical signal and sample or device position) or the total number of all photons from a given area or volume. The preferred wavelength of light is in the range of 400 nm to 1100 nm, in the range of 50 nm to 400 nm, in the range of 1 nm to 50 nm, or in the range of 1100 nm to 30,000 nm. Another preferred wavelength is terahertz.
ビーズ、ナノ粒子、及び量子ドット いくつかの実施形態において、光標識は、ビーズ、ナノ粒子、量子ドット、又はそれらの任意の組み合わせである。 Beads, Nanoparticles, and Quantum Dots In some embodiments, the photolabel is beads, nanoparticles, quantum dots, or any combination thereof.
いくつかの実施形態において、ビーズ、ナノ粒子又は量子ドットの直径は、1nm以下、2nm以下、5nm以下、10nm以下、20nm以下、30nm以下、40nm以下、50nm以下、60nm以下、70nm以下、80nm以下、100nm以下、120nm以下、200nm以下、300nm以下、500nm以下、800nm以下、1000nm以下、1500nm以下、2000nm以下、3000nm以下、5000nm以下、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In some embodiments, the diameter of the beads, nanoparticles or quantum dots is 1 nm or less, 2 nm or less, 5 nm or less, 10 nm or less, 20 nm or less, 30 nm or less, 40 nm or less, 50 nm or less, 60 nm or less, 70 nm or less, 80 nm or less. , 100 nm or less, 120 nm or less, 200 nm or less, 300 nm or less, 500 nm or less, 800 nm or less, 1000 nm or less, 1500 nm or less, 2000 nm or less, 3000 nm or less, 5000 nm or less, or a range between any two of these values.
いくつかの実施形態において、ビーズ又は量子ドットは標識として使用され、かつそれらはCROFのプレート上に予め塗布され、2つのプレート間の内部間隔は、1μm以下、10μm以下、50μm以下、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In some embodiments, beads or quantum dots are used as labels, and they are pre-coated on the plates of CROF, and the internal spacing between the two plates is 1 μm or less, 10 μm or less, 50 μm or less, or these A range between any two of the values.
いくつかの実施形態において、溶液中のビーズ間の分離
-拡散時間。(関連のある体積の移送媒体の厚さは、厚さ全体にわたる光標識の拡散時間が1ms未満であることをもたらす)
-溶解時間を制御することができる。光子、熱、又は他の励起、及びそれらの組み合わせを用いて制御することができる。励起エネルギーが印加されるまで、溶解は開始しない。
In some embodiments, separation between beads in solution
-Diffusion time. (The relevant volume of transport medium thickness results in a diffusion time of the photolabels across the thickness of less than 1 ms)
-The dissolution time can be controlled. It can be controlled using photons, heat, or other excitations, and combinations thereof. Dissolution does not begin until excitation energy is applied.
標識のいくつかの実施形態において、10nm以上の直径を有するナノ粒子である。このような大きな直径のナノ粒子は、拡散定数が小さな分子(質量<1000Da)及び大きな分子(質量=1,000〜1,000,000ダルトン(da))よりも小さく、所定の溶液及び距離に対する拡散時間が長くなる。拡散時間の短縮は、拡散距離を減少させることである。 In some embodiments of the label are nanoparticles having a diameter of 10 nm or greater. Such large diameter nanoparticles have smaller diffusion constants than small molecules (mass <1000 Da) and large molecules (mass = 1,000 to 1,000,000 Daltons (da)) and for a given solution and distance. The diffusion time becomes longer. The reduction of the diffusion time is to reduce the diffusion distance.
段落Q1〜Q2のいずれかの方法において、1つ以上の開放構成は、プレートが互いに遠く離れることにより、試料が別のプレートが存在しないように1つのプレートに直接的に付着する形態を含む。 In the method of any of paragraphs Q1-Q2, the one or more open configurations include configurations in which the plates are spaced apart from each other such that the sample is attached directly to one plate so that another plate is not present.
Q1. 1つ以上の開放構成は、試料が1対の他のプレートの妨害なしで該1対のプレートの1つに付着するようにプレートが互いに遠く離れている、形態を含む、段落Q1の方法。 Q1. The method of paragraph Q1, wherein the one or more open configurations comprises a configuration wherein the plates are far apart from each other such that the sample adheres to one of the pair of plates without interference with the other pair of plates.
光標識は、数ナノメートルより大きい直径を有するビーズ又は他のナノ粒子である場合、それらは従来技術に対して特別な利点を有する。これは、液体中の物体の拡散定数が、1次近似に対して、物体の直径に反比例するからである(アインシュタイン・ストークス方程式による)。 If the photolabels are beads or other nanoparticles with diameters larger than a few nanometers, they have particular advantages over the prior art. This is because the diffusion constant of an object in a liquid is inversely proportional to the diameter of the object with respect to the first approximation (according to the Einstein-Stokes equation).
例えば、それぞれ直径20nm、200nm、及び2000nmを有するビーズ光標識は、拡散定数を有し、したがって、2nmのビーズより10倍、100倍、及び1000倍大きい拡散時間を有する。現行のアッセイで使用される典型的な拡散距離に対して、これはPoC(ポイントオブケア)アプリケーション用の実際の飽和インキュベーション時間が長いことをもたらす。 For example, bead photolabels having diameters of 20 nm, 200 nm, and 2000 nm, respectively, have diffusion constants, and thus have diffusion times that are 10, 100, and 1000 times greater than 2 nm beads. This results in longer actual saturation incubation times for PoC (point of care) applications, relative to the typical diffusion distances used in current assays.
しかし、本発明は、数ナノメートルより大きい直径を有する光標識用のインキュベーション時間が長いという問題を解決した。本発明は、プレート表面に貯蔵された光標識を有し、次に、サブミリメートル、マイクロメートル、又はナノメートルスケールで(2つの間の)別個の距離を有する結合部位に隣接する貯蔵表面に置き、移送媒体で分離隙間を充填する(貯蔵された光標識が移送媒体に溶解して結合部位に拡散する)。本発明は、さらに、大きな結合部位の領域にわたってこのような小さな距離を均一に制御することができ、かつスペーサ技術を使用することによって容易に制御することができる。 However, the present invention solved the problem of long incubation times for photolabels with diameters larger than a few nanometers. The present invention has photolabels stored on the plate surface and then placed on a storage surface adjacent to binding sites with distinct distances (between two) on the submillimeter, micrometer, or nanometer scale. , Filling the separation gap with the transport medium (the stored photolabel dissolves in the transport medium and diffuses to the binding site). The present invention further allows such small distances to be uniformly controlled over the area of the large binding site, and can be easily controlled by using spacer technology.
分析物を標識することは、例えば、検出可能な標識を含む分析物特異的結合メンバーのような標識剤を使用することを含んでもよい。検出可能な標識には、蛍光標識、比色標識、化学発光標識、酵素結合試薬、多色試薬、アビジン−ストレプトアビジン関連検出試薬などを含むが、これらに限定されない。特定の実施形態において、検出可能な標識は蛍光標識である。蛍光標識は、蛍光検出器によって検出可能な標識部分である。例えば、対象となる分析物への蛍光標識の結合は、対象となる分析物を蛍光検出器によって検出することを可能にしてもよい。蛍光標識の例は、試薬と接触すると蛍光を発する蛍光分子、電磁放射線(例えば、UV、可視光線、X線など)で照射される場合に蛍光を発する蛍光分子などを含むが、これらに限定されない。 Labeling the analyte may include, for example, using a labeling agent such as an analyte-specific binding member that comprises a detectable label. Detectable labels include, but are not limited to, fluorescent labels, colorimetric labels, chemiluminescent labels, enzyme-linked reagents, multicolor reagents, avidin-streptavidin-related detection reagents, and the like. In certain embodiments, the detectable label is a fluorescent label. A fluorescent label is a labeling moiety that can be detected by a fluorescence detector. For example, the binding of a fluorescent label to the analyte of interest may allow the analyte of interest to be detected by a fluorescence detector. Examples of fluorescent labels include, but are not limited to, fluorescent molecules that fluoresce when contacted with a reagent, fluorescent molecules that fluoresce when irradiated with electromagnetic radiation (eg, UV, visible light, X-rays, etc.). ..
特定の実施形態において、標識用の適切な蛍光分子(蛍光体)は、IRDye800CW、Alexa 790、Dylight 800、フルオレセイン、フルオレセインイソチオシアネート、カルボキシフルオレセインのスクシンイミジルエステル、フルオレセインのスクシンイミジルエステル、フルオロセインジクロロトリアジンの5−異性体、ケージドカルボキシフルオレセイン−アラニン−カルボキシアミド、オレゴングリーン488、オレゴングリーン514、ルシファーイエロー、アクリジンオレンジ、ローダミン、テトラメチルローダミン、テキサスレッド、ヨウ化プロピジウム、JC−1(5,5’,6,6’−テトラクロロ−1,1’,3,3’−テトラエチルベンゾイミダゾイルカルボシアニンヨウ化物)、テトラブロモローダミン123、ローダミン6G、TMRM(テトラメチルローダミンメチルエステル)、TMRE(テトラメチルローダミンエチルエステル)、テトラメチルロサミン、ローダミンB及び4−ジメチルアミノテトラメチルロサミン、緑色蛍光タンパク質、青色偏移緑色蛍光タンパク質、シアン偏移緑色蛍光タンパク質、赤色偏移緑色蛍光タンパク質、黄色偏移緑色蛍光タンパク質、4−アセトアミド−4’−イソチオシアネートスチルベン−2,2’ジスルホン酸、アクリジン、アクリジンイソチオシアネートなどのアクリジン及び誘導体、5−(2’−アミノエチル)アミノナフタリン−1−スルホン酸(EDANS)、4−アミノ−N−[3−ビニルスルホニル)フェニル]ナフト−アリミド−3,5ジスルホン酸塩、N−(4−アニリノ−1−ナフチル)マレイミド、アントラニルアミド、4,4−ジフルオロ−5−(2−チエニル)−4−ボラ−3a,4aジアザ−5−インダセン−3−プロピオニ−c酸BODIPY、カスケードブルー、ブリリアントイエロー、クマリン、7−アミノ−4−メチルクマリン(AMC、クマリン120)、7−アミノ−4−トリフルオロメチルクマリン(クマリン151)のようなクマリン及び誘導体、シアニン色素、シアノシン、4’,6−ジアミニジノ−2−フェニルインドール(DAPI)、5’,5”−ジブロモピロガロール−スルホナフタレイン(ブロモピロガロールレッド)、7−ジエチルアミノ−3−(4’−イソチオシアナトフェニル)−4−メチルクマリン、ジエチレントリアミンペンタアセテート、4,4’−ジイソチオシアナートジヒドロ−スチルベン−2−,2’−ジスルホン酸、4,4’−ジイソチオシアナートスチルベン−2,2’−ジスルホン酸、5−(ジメチルアミノ]ナフタリン−1−スルホニルクロリド(DNS、ダンシルクロリド)、4−ジメチルアミノフェニルアゾフェニル−4’−イソチオシアネート(DABITC)、エオシン、エオシンイソチオシアネートのようなエオシン及び誘導体、エリスロシンB、エリスロシン、イソチオシアネートのようなエリスロシン及び誘導体、エチジウム、5−カルボキシフルオレセイン(FAM)、5−(4,6−ジクロロトリアジン−2−イル)アミノ−−フルオレセイン(DTAF)、2’,7’ジメトキシ−4’5’−ジクロロ−6−カルボキシフルオレセイン(JOE)、フルオレセイン、フルオレセインイソチオシアネート、QFITC、(XRITC)のようなフルオレセイン及び誘導体、フルオレスカミン、IR144、IR1446、マラカイトグリーンイソチオシアネート、4−メチルウンベリ−フェロネオルトクレゾールフタレイン、ニトロチロシン、パラローザニリン、フェノールレッド、B−フィコエリトリン、o−フタルジアルデヒド、ピレン、ピレン酪酸、スクシンイミジル1−ピレンのようなピレン及び誘導体、ブチラート量子ドット、6−カルボキシ−X−ローダミン(ROX)、6−カルボキシローダミン(R6G)、リサミンローダミンBスルホニルクロリドローダミン(Rhod)、ローダミンB、ローダミン123、ローダミンXイソチオシアネート、スルホローダミンB、スルホローダミン101、スルホローダミン101のスルホニルクロリド誘導体(テキサスレッド)のようなリアクティブレッド4(チバクロン(商標)ブリリアントレッド3B−A)ローダミン及び誘導体、N,N,N’,N’−テトラメチル−6−カルボキシローダミン(TAMRA)、テトラメチルローダミン、テトラメチルホダミンイソチオシアネート(TRITC)、リボフラビン、5−(2’−アミノエチル)アミノナフタリン−1−スルホン酸(EDANS)、4−(4’−ジメチルアミノフェニルアゾ)安息香酸(DABCYL)、ロゾール酸、CAL Fluor Orange 560、テルビウムキレート誘導体、Cy3、Cy5、Cy5.5、Cy7、IRD700、IRD800、ラヨラブルー、フタロシアニン、及びナフタロシアニン、クマリン及び関連色素、キサンテン色素、例えば、レソルフィン、ビマン、アクリジン、イソインドール、ダンシル色素、アミノフタルヒドラジド、例えばルミノール、及びイソルミノール誘導体、アミノフタルイミド、アミノナフタルイミド、アミノベンゾフラン、アミノキノリン、ジシアノヒドロキノン、蛍光ユーロピウム及びテルビウム錯体、これらの組み合わせなどを含むが、これらに限定されない。適切な蛍光タンパク質及び発色性タンパク質は、オワンクラゲに由来するGFP又はその誘導体、例えば増強GFPなどの「ヒト化」誘導体、ウミシイタケ、レニラムレリ、チロサルクスゲルニのような別の種からのGFP、「ヒト化」組み換えGFP(hrGFP)、花虫類種からの様々な蛍光及び着色タンパク質のいずれか、それらの組み合わせなどを含むがこれらに限定されない、緑色蛍光タンパク質(GFP)を含むが、これらに限定されない。
In certain embodiments, suitable fluorescent molecules (fluorophores) for labeling include IRDye 800CW, Alexa 790,
特定の実施形態において、標識剤は、対象となる分析物に特異的に結合するように構成される。特定の実施形態において、試料をCROF装置に適用する前に、標識剤はCROF装置内に存在してもよい。他の実施形態において、試料をCROF装置に適用した後に、標識剤はCROF装置に適用されてもよい。特定の実施形態において、試料をCROF装置に適用した後、CROF装置を洗浄して、試料中の非結合分析物及び他の非分析物成分のようないずれかの非結合成分を除去し、かつ洗浄後に標識剤をCROF装置に適用して結合分析物を標識してもよい。いくつかの実施形態において、標識剤を分析物捕捉剤複合体に結合した後にCROF装置を洗浄して、分析物−捕捉剤複合体に結合していない任意の過剰な標識剤をCROF装置から除去する。 In certain embodiments, the labeling agent is configured to specifically bind the analyte of interest. In certain embodiments, the labeling agent may be present in the CROF device prior to applying the sample to the CROF device. In other embodiments, the labeling agent may be applied to the CROF device after applying the sample to the CROF device. In certain embodiments, after applying the sample to the CROF device, the CROF device is washed to remove any unbound components such as unbound analyte and other non-analyte components in the sample, and After washing, a labeling agent may be applied to the CROF device to label the bound analyte. In some embodiments, the CROF device is washed after binding the labeling agent to the analyte capture agent complex to remove any excess labeling agent not bound to the analyte-capture agent complex from the CROF device. To do.
特定の実施形態において、分析物をCROF装置に結合した後、例えば、分析物をCROF装置において、例えば、サンドイッチ型測定アッセイにおいて結合し、同時に捕捉剤として分析物に結合可能な標識結合剤を使用して、分析物を標識する。いくつかの実施形態において、核酸分析物をCROF装置に捕捉してもよく、かつ標識された核酸は、核酸分析物がCROF装置に結合される捕捉剤として分析物に同時にハイブリダイズすることができる。 In certain embodiments, after binding the analyte to the CROF device, for example, using the labeled binding agent capable of binding the analyte in the CROF device, eg, in a sandwich-type assay, while at the same time binding the analyte as a capture agent. And label the analyte. In some embodiments, nucleic acid analytes may be captured on a CROF device and labeled nucleic acids can simultaneously hybridize to the analyte as a capture agent to which the nucleic acid analyte is bound to the CROF device. ..
特定の態様では、CROF装置は、分析物に直接的又は間接的に結合され、次にCROF装置に結合される検出可能な標識によって生成される蛍光又は発光のような光信号を増強する。特定の実施形態において、信号は、信号増幅の物理的プロセスによって増強される。いくつかの実施形態において、光信号は、ナノプラズモン効果(例えば、表面増強ラマン散乱)によって増強される。例えば、LiらのOptics Express 2011 19:3925−3936及びWO2012/024006は、ナノプラズモン効果による信号増強の例を記載しており、参照文献として本明細書に組み込まれる。特定の実施形態において、信号の生物学的/化学的増幅を使用せずに信号の増強を達成する。信号の生物学的/化学的増幅は、信号の酵素的増幅(例えば、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)に使用される)及び信号のポリメラーゼ連鎖反応(PCR)増幅を含んでもよい。他の実施形態において、物理的プロセス及び生物学的/化学的増幅によって信号の増強を達成してもよい。 In certain aspects, the CROF device enhances the optical signal, such as fluorescence or luminescence, produced by the detectable label that is directly or indirectly bound to the analyte and then bound to the CROF device. In certain embodiments, the signal is enhanced by the physical process of signal amplification. In some embodiments, the optical signal is enhanced by the nanoplasmonic effect (eg, surface enhanced Raman scattering). For example, Li et al., Optics Express 2011 19: 3925-3936 and WO 2012/024006 describe examples of signal enhancement by the nanoplasmonic effect and are incorporated herein by reference. In certain embodiments, signal enhancement is achieved without the use of biological/chemical amplification of the signal. Biological/chemical amplification of the signal may include enzymatic amplification of the signal (eg, used in enzyme linked immunosorbent assay (ELISA)) and polymerase chain reaction (PCR) amplification of the signal. In other embodiments, signal enhancement may be achieved by physical processes and biological/chemical amplification.
特定の実施形態において、CROF装置は、CROF装置の表面に近接する検出可能な標識からの信号を103倍以上、例えば、104倍以上、105倍以上、106倍以上、107倍以上、108倍以上増強するように構成され、CROF装置の表面に近接していない検出可能な標識と比較して、すなわち、従来のELISAプレート上の分析物に結合された、従来の核酸マイクロアレイ上で、溶液中に懸濁させるような検出可能な標識と比較して、信号を、103〜109倍、例えば、104〜108倍、又は105〜107倍の範囲で増強することができる。特定の実施形態において、CROF装置は、CROF装置の表面に近接する検出可能な標識からの信号を103倍以上、例えば、104倍以上、105倍以上、106倍以上、107倍以上、108倍以上増強するように構成され、上述したように、物理的増幅プロセスを使用して信号を増強するように構成されていない分析物検出アレイと比較して、信号を、103〜109倍、例えば、104〜108倍、又は105〜107倍の範囲で増強することができる。 In certain embodiments, the CROF device is 10 3 fold or more, eg, 10 4 fold or more, 10 5 fold or more, 10 6 fold or more, 10 7 fold, or more, the signal from a detectable label in proximity to the surface of the CROF device. Conventional nucleic acid microarrays configured to enhance 10 8 fold or more and bound to an analyte on a conventional ELISA plate, ie, compared to a detectable label that is not in close proximity to the surface of a CROF device. Above, the signal is enhanced in the range of 10 3 to 10 9 fold, for example 10 4 to 10 8 fold, or 10 5 to 10 7 fold, compared to the detectable label as suspended in solution. can do. In certain embodiments, the CROF device is 10 3 fold or more, eg, 10 4 fold or more, 10 5 fold or more, 10 6 fold or more, 10 7 fold, or more, the signal from a detectable label in proximity to the surface of the CROF device. As a result, the signal is increased by 10 3 compared to an analyte detection array that is configured to enhance 10 8 fold or more, and as described above, which is not configured to enhance the signal using the physical amplification process. to 109 fold, for example, can be enhanced by 10 4 to 10 8 times or 10 5 -10 7 fold range.
感度 特定の実施形態において、CROF装置は、0.1nM以下、例えば、10pM以下、又は1pM以下、又は100fM以下、例えば、1fM以下、又は0.5fM以下、又は100aM以下、又は50aM以下、又は20aM以下を含む10fM以下の検出感度を有するように構成される。特定の実施形態において、CROF装置は、10aM〜0.1nM、例えば、100aM〜100fMを含む20aM〜10pM、50aM〜1pMの検出感度を有するように構成される。場合によっては、CROF装置は、1ng/mL以下、例えば、10pg/mL以下、1pg/mL以下、100fg/mL以下、10fg/mL以下、又は5fg/mL以下を含む100pg/mL以下の濃度で分析物を検出できるように構成される。場合によっては、CROF装置は、1fg/mL〜1ng/mL、例えば、10fg/mL〜10pg/mLを含む5fg/mL〜100pg/mLの濃度で分析物を検出できるように構成される。特定の実施形態において、CROF装置は、7桁以上を含む6桁以上のような5桁以上のダイナミックレンジを有するように構成される。 Sensitivity In certain embodiments, a CROF device is 0.1 nM or less, such as 10 pM or less, or 1 pM or less, or 100 fM or less, such as 1 fM or less, or 0.5 fM or less, or 100 aM or less, or 50 aM or less, or 20 aM. It is configured to have a detection sensitivity of 10 fM or less including the following. In certain embodiments, the CROF device is configured to have a detection sensitivity of 10aM to 0.1nM, for example 20aM to 10pM, including 100aM to 100fM, 50aM to 1pM. In some cases, the CROF device analyzes at concentrations below 1 ng/mL, such as below 10 pg/mL, below 1 pg/mL, below 100 fg/mL, below 10 fg/mL, or below 100 pg/mL, including below 5 fg/mL. It is configured to detect an object. In some cases, the CROF device is configured to detect an analyte at a concentration of 1 fg/mL to 1 ng/mL, such as 5 fg/mL to 100 pg/mL, including 10 fg/mL to 10 pg/mL. In certain embodiments, the CROF device is configured to have a dynamic range of 5 digits or more, such as 6 digits or more, including 7 digits or more.
読み取り 場合によっては、試料のCROF装置への適用からCROF装置への読み取りまでの期間は、1秒〜30分、例えば、1分〜5分を含む10秒〜20分、30秒〜10分の範囲にあってもよい。場合によっては、試料の信号増強検出器への適用から装置によって受信可能な出力の生成までの期間は、1時間以下、30分以下、15分以下、10分以下、5分以下、3分以下、1分以下、50秒以下、40秒以下、30秒以下、20秒以下、10秒以下、5秒以下、2秒以下、1秒以下であってもよいか、あるいはさらに短くてもよい。場合によっては、試料の信号増強検出器への適用から装置によって受信可能な出力の生成までの期間は、200ミリ秒以上を含む100ミリ秒以上、例えば、500ミリ秒以上、1秒以上、10秒以上、30秒以上、1分以上、5分以上であってもよいか、あるいはさらに長くてもよい。 Reading Depending on the case, the period from the application of the sample to the CROF device until the reading on the CROF device is 1 second to 30 minutes, for example 10 seconds to 20 minutes including 1 minute to 5 minutes, 30 seconds to 10 minutes. May be in range. In some cases, the period from application of the sample to the signal enhancement detector to generation of output receivable by the device is 1 hour or less, 30 minutes or less, 15 minutes or less, 10 minutes or less, 5 minutes or less, 3 minutes or less. 1 minute or less, 50 seconds or less, 40 seconds or less, 30 seconds or less, 20 seconds or less, 10 seconds or less, 5 seconds or less, 2 seconds or less, 1 second or less, or even shorter. In some cases, the time period from application of the sample to the signal-enhanced detector to generation of output receivable by the device is 100 ms or more, including 200 ms or more, eg, 500 ms or more, 1 second or more, 10 Seconds or longer, 30 seconds or longer, 1 minute or longer, 5 minutes or longer, or even longer.
任意の適切な方法を使用して、CROF装置を読み取って、試料中の分析物の量の計測値を取得することができる。いくつかの実施形態において、CROF装置への読み取りは、CROF装置内の分析物に結合した検出可能な標識から電磁信号を得ることを含む。特定の実施形態において、電磁信号は光信号である。得られる光信号は、光の強度、光の波長、光源の位置などを含むことができる。特定の実施形態において、標識によって生成される光信号は、300nm〜900nmの範囲内の波長を有する。特定の実施形態において、光信号は、CROF装置の視像の形態で読み取られる。 Any suitable method can be used to read the CROF instrument to obtain a measure of the amount of analyte in the sample. In some embodiments, reading into the CROF device comprises obtaining an electromagnetic signal from a detectable label bound to the analyte within the CROF device. In a particular embodiment, the electromagnetic signal is an optical signal. The resulting optical signal can include light intensity, light wavelength, light source location, and the like. In certain embodiments, the optical signal produced by the label has a wavelength in the range of 300 nm to 900 nm. In a particular embodiment, the optical signal is read in the form of a view of the CROF device.
特定の実施形態において、CROF装置への読み取りは、光源のような電磁放射線源をCROF装置内のバイオマーカーに結合された検出可能な標識の励起源として提供することを含む。光源は、検出可能な標識を励起するための任意の適切な光源であってもよい。例示的な光源は、日光、外乱光、UVランプ、蛍光ランプ、発光ダイオード(LED)、フォトダイオード、白熱灯、ハロゲンランプなどを含むが、これらに限定されない。 In certain embodiments, reading into the CROF device comprises providing an electromagnetic radiation source, such as a light source, as an excitation source for the detectable label attached to the biomarker within the CROF device. The light source may be any suitable light source for exciting the detectable label. Exemplary light sources include, but are not limited to, sunlight, ambient light, UV lamps, fluorescent lamps, light emitting diodes (LEDs), photodiodes, incandescent lamps, halogen lamps, and the like.
CROF装置への読み取りは、試料内に存在し、かつCROF装置に結合した分析物の量を測定するための任意の適切な方法によって達成され得る。特定の実施形態において、CROF装置は、CROF装置内の分析物に結合した検出可能な標識から光信号を得るように構成された装置によって読み取られる。場合によっては、装置は、携帯電話又はスマートフォンのようなハンドヘルドデバイスである。CROF装置を読み取るように構成された任意の適切なハンドヘルドデバイスは、本発明の装置、システム及び方法に使用されてもよい。CROF装置を読み取るように構成された装置は、2014年10月21日に出願された米国仮特許出願第62/066,777号に記載され、該出願は参照文献として本明細書に組み込まれる。 Reading into the CROF device can be accomplished by any suitable method for measuring the amount of analyte present in the sample and bound to the CROF device. In certain embodiments, the CROF device is read by a device configured to obtain a light signal from a detectable label bound to an analyte within the CROF device. In some cases, the device is a handheld device such as a mobile phone or smartphone. Any suitable handheld device configured to read a CROF device may be used in the devices, systems and methods of the present invention. A device configured to read a CROF device is described in US Provisional Patent Application No. 62/066,777, filed October 21, 2014, which application is incorporated herein by reference.
いくつかの実施形態において、装置は、CROF装置からの光信号を取得し、例えば、CROF装置の画像を取得するように構成された光記録装置を含む。場合によっては、光記録装置は、デジタルカメラのようなカメラである。用語「デジタルカメラ」とは、光学画像を形成するための撮像レンズシステム、光学画像を電気信号に変換するための画像センサ及び他の部品を備えた撮像装置を主部品として含む任意のカメラであり、そのようなカメラの例は、デジタルスチルカメラ、デジタルムービーカメラ、及びウェブカメラ(すなわち、ネットワークに直接接続されたものと、情報処理能力を有するパーソナルコンピュータのような装置を介してネットワークに接続されたものとの両方を含む画像の交換を可能にするために、ネットワークに接続された装置に公的に又は私的に接続されたカメラ)を含む。一例において、CROF装置への読み取りは、経時変化を捕捉してもよいビデオ撮像を含んでもよい。例えば、ビデオを取得してCROF装置に適用された試料の動的変化に関する評価を提供してもよい。 In some embodiments, the device includes an optical recording device configured to acquire an optical signal from the CROF device, eg, an image of the CROF device. In some cases, the optical recording device is a camera, such as a digital camera. The term "digital camera" is any camera that includes as its main components an imaging lens system for forming an optical image, an image sensor for converting the optical image into an electrical signal, and an imaging device with other components. , Examples of such cameras are digital still cameras, digital movie cameras, and webcams (ie those connected directly to the network and those connected to the network via a device such as a personal computer with information processing capabilities). Camera, publicly or privately connected to a device connected to the network in order to allow the exchange of images, including both images. In one example, the reading on the CROF device may include video imaging, which may capture changes over time. For example, a video may be acquired to provide an assessment of the dynamic changes of the sample applied to the CROF device.
特定の実施形態において、光記録装置は、研究/臨床実験室装置に使用された高感度光記録装置の感度よりも低い感度を有する。場合によっては、本方法に用いられた光記録装置は、研究/臨床実験室装置に使用された高感度光記録装置の感度よりも、1/200以下、1/500以下、1/1000以下を含む1/100以下のような1/10以下の感度を有する。 In certain embodiments, the optical recording device has a lower sensitivity than that of the high sensitivity optical recording device used in research/clinical laboratory equipment. In some cases, the optical recording device used in this method may be less than 1/200, 1/500, 1/1000 or less than the sensitivity of the high-sensitivity optical recording device used in the research/clinical laboratory device. It has a sensitivity of 1/10 or less such as 1/100 or less.
特定の実施形態において、該装置は、ビデオディスプレイを有してもよい。ビデオディスプレイは、ディスプレイページがユーザに知覚可能な方法で表示されてもよいコンポーネント、例えば、コンピュータモニタ、陰極線管、液晶ディスプレイ、発光ダイオードディスプレイ、タッチパッドもしくはタッチスクリーンディスプレイ、及び/又は視覚的に知覚可能な出力を発するための当技術分野で知られている他の手段を含んでもよい。特定の実施形態において、装置は、検出器から取得された画像及び/又は処理されたデータから生成されたレポートなどの情報を表示し、情報が被験者によって入力されることを可能にするためのタッチスクリーンを備える。 In certain embodiments, the device may have a video display. A video display is a component by which a display page may be displayed in a user-perceptible manner, such as a computer monitor, cathode ray tube, liquid crystal display, light emitting diode display, touch pad or touch screen display, and/or visually perceptible. Other means known in the art for producing the possible outputs may be included. In certain embodiments, the device displays information such as a report generated from images acquired from the detector and/or processed data and a touch to allow the information to be entered by the subject. Equipped with a screen.
15 多重化
本明細書に記載の任意の実施形態において、システムは、多重アッセイを実施するように設計されてもよく、かつ複数の貯蔵部位、複数の結合部位、又は複数の貯蔵部位及び複数の結合部位を含むことにより、異なるアッセイを1つのプレートの表面上の異なる領域で実施することができる。例えば、1つの実施形態において、1つのプレートは、それぞれ異なる捕捉剤を含む複数の結合部位を含んでもよく、したがって、同じアッセイにおける試料中の複数の分析物の検出を可能にする。これらの部位は、互いに近位であるが、互いに空間的に離れていてもよい。
15 Multiplexing In any of the embodiments described herein, the system may be designed to perform multiplex assays, and may have multiple storage sites, multiple binding sites, or multiple storage sites and multiple storage sites. By including a binding site, different assays can be performed in different areas on the surface of one plate. For example, in one embodiment, one plate may contain multiple binding sites, each containing a different capture agent, thus allowing detection of multiple analytes in a sample in the same assay. These sites are proximal to each other, but may be spatially separated from each other.
図10は、本発明の例示的な実施形態、すなわち1つのプレートの1つの結合部位と他のプレートの複数の貯蔵部位を使用する単一のCROF装置における多重検出を概略的に示す。図(a)及び(b)は、それぞれ例示的な装置の斜視図及び断面図である。例示的な場合では、多重化されたCROF装置は、第1のプレート及び第2のプレートを含み、前記第1のプレートの1つの表面は1つの結合部位を有し、前記第2のプレートの1つの表面は複数の貯蔵部位を有し、異なる貯蔵部位は、異なる濃度を有する同じ検出剤を有することができるか、あるいは、同じ又は異なる濃度を有する異なる検出剤を有することができる。いくつかの実施形態において、結合部位の面積は、各貯蔵部位の面積よりも大きい。いくつかの実施形態において、結合部位の面積は、すべての貯蔵部位の総面積よりも大きく、かつ/又は結合部位は貯蔵部位と位置合わせされる(すなわち、それらは相互の上部にあり、すなわち、結合部位と貯蔵部上の点との間の最短距離は同じであるか又はほぼ同じである)。 FIG. 10 schematically illustrates an exemplary embodiment of the invention, ie, multiplex detection in a single CROF device using one binding site on one plate and multiple storage sites on another plate. Figures (a) and (b) are perspective and cross-sectional views, respectively, of an exemplary device. In an exemplary case, the multiplexed CROF device comprises a first plate and a second plate, one surface of said first plate having one binding site, and one surface of said second plate One surface has multiple storage sites, and different storage sites can have the same detection agent with different concentrations, or different detection agents with the same or different concentrations. In some embodiments, the binding site area is greater than the area of each storage site. In some embodiments, the area of the binding site is greater than the total area of all storage sites and/or the binding sites are aligned with the storage sites (ie they are on top of each other, ie The shortest distance between the binding site and a point on the reservoir is the same or about the same).
図11は、本発明のさらなる例示的な実施形態、すなわち1枚のプレートの1つの貯蔵部位と他のプレートの複数の結合部位を使用する単一のCROF装置における多重検出を概略的に示す。図(a)及び(b)は、それぞれ例示的な装置の斜視図及び断面図である。例示的な場合では、多重化されたCROF装置は、第1のプレート及び第2のプレートを含み、前記第1のプレートの1つの表面は複数の結合部位を有し、前記第2のプレートの1つの表面は1つの貯蔵部位を有し、異なる結合部位は、異なる濃度を有する同じ捕捉剤を有することができるか、あるいは、同じ又は異なる濃度を有する異なる捕捉剤を有することができる。いくつかの実施形態において、貯蔵部位の面積は、各結合部位の面積よりも大きい。いくつかの実施形態において、貯蔵部位の面積は、すべての結合部位の総面積よりも大きく、かつ/又は貯蔵部位は結合部位と位置合わせされる(すなわち、それらは相互の上部にある)。 FIG. 11 schematically illustrates a further exemplary embodiment of the present invention, namely multiplex detection in a single CROF device using one storage site on one plate and multiple binding sites on another plate. Figures (a) and (b) are perspective and cross-sectional views, respectively, of an exemplary device. In an exemplary case, the multiplexed CROF device includes a first plate and a second plate, one surface of the first plate having a plurality of binding sites and a second plate of the second plate. One surface has one storage site and different binding sites can have the same capture agent with different concentrations, or different capture agents with the same or different concentrations. In some embodiments, the area of the storage site is larger than the area of each binding site. In some embodiments, the area of the storage site is greater than the total area of all binding sites and/or the storage sites are aligned with the binding sites (ie they are on top of each other).
図12は、本発明のさらなる例示的な実施形態、すなわち1枚のプレートの複数の結合部位と他のプレートの複数の対応する貯蔵部位を使用する単一のCROF装置における多重検出を概略的に示す。図(a)及び(b)は、それぞれ例示的な装置の斜視図及び断面図である。例示的な場合では、多重化されたCROF装置は、第1のプレート及び第2のプレートを含み、前記第1のプレートの1つの表面は複数の結合部位を有し、前記第2のプレートの1つの表面は複数の対応する貯蔵部位を有し、各対応する貯蔵部位は、第1のプレート上の結合部位の位置に対応する第2のプレート上の位置に配置されることにより、プレートが対向して配置される場合、各結合部位は1つの貯蔵部位のみと重なり、各貯蔵部位は1つの貯蔵部位のみと重なり、異なる貯蔵部位は、異なる濃度を有する同じ検出剤を有することができるか、あるいは、同じ又は異なる濃度を有する異なる検出剤を有することができ、異なる貯蔵部位は、異なる濃度を有する同じ捕捉剤を有することができるか、あるいは、同じ又は異なる濃度を有する異なる捕捉剤を有することができる。 FIG. 12 schematically illustrates a further exemplary embodiment of the present invention, ie, multiplex detection in a single CROF device using multiple binding sites on one plate and multiple corresponding storage sites on another plate. Show. Figures (a) and (b) are perspective and cross-sectional views, respectively, of an exemplary device. In an exemplary case, the multiplexed CROF device includes a first plate and a second plate, one surface of the first plate having a plurality of binding sites and a second plate of the second plate. One surface has a plurality of corresponding storage sites, each corresponding storage site being located at a position on the second plate that corresponds to the position of the binding site on the first plate, so that the plate is When placed facing each other, each binding site only overlaps one storage site, each storage site only overlaps one storage site, and different storage sites can have the same detection agent with different concentrations? , Or may have different detection agents with the same or different concentrations, different storage sites may have the same capture agent with different concentrations, or have different capture agents with the same or different concentrations be able to.
特定の実施形態において、図10、11、及び12のいずれかの装置において、第1のプレートは、その表面に、第1の所定のアッセイ部位及び第2の所定のアッセイ部位をさらに含み、複数のアッセイ部位に近接した縁部間の距離は、プレートが閉鎖位置にある時の均一な厚さの層の厚さより実質的に大きく、試料の均一な厚さの層の少なくとも一部は、所定のアッセイ部位の上方に位置し、試料は、試料に拡散できる1つ以上の分析物を有する。アッセイの飽和インキュベーションが2つの隣接する部位間の顕著な相互拡散の間に完了することができるので、隣接する複数のアッセイ部位の縁部間の距離を試料の厚さよりも大きくすることにより、試料の異なる部分を流体的に隔離することなく複数の結合部位を有することが可能になる。隣接する距離と試料の厚さの比を適切に選択し、かつアッセイ飽和インキュベーション時間より長いが2つの隣接する部位の間の顕著な相互拡散の時間より短い計測時間を適切に選択することにより、試料の異なる部分を分離することなく、CROFにより多重化を行うことができる。いくつかの実施形態において、閉鎖構成における試料厚さに対する隣接する距離の比は、1.5以上、3以上、5以上、10以上、20以上、30以上、50以上、100以上、200以上、1000以上、10000以上、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。この比は、好ましい実施形態において3以上であり、他の好ましい実施形態において5以上であり、特定の好ましい実施形態において10以上であり、別の好ましい実施形態において30以上であり、別の好ましい実施形態において100以上である。 In certain embodiments, in the device of any of FIGS. 10, 11 and 12, the first plate further comprises a first predetermined assay site and a second predetermined assay site on its surface, The distance between the edges proximate to the assay site is substantially greater than the thickness of the uniform thickness layer when the plate is in the closed position, and at least a portion of the uniform thickness layer of the sample has a predetermined thickness. Located above the assay site of the sample and the sample has one or more analytes capable of diffusing into the sample. Since the saturation incubation of the assay can be completed during the significant interdiffusion between two adjacent sites, increasing the distance between the edges of adjacent multiple assay sites to be greater than the thickness of the sample It is possible to have multiple binding sites without fluidly isolating different parts of the. By appropriately selecting the ratio of adjacent distance to the thickness of the sample, and by appropriately selecting a measurement time that is longer than the assay saturation incubation time but shorter than the time of significant interdiffusion between two adjacent sites, Multiplexing can be done by CROF without separating different parts of the sample. In some embodiments, the ratio of adjacent distance to sample thickness in the closed configuration is 1.5 or greater, 3 or greater, 5 or greater, 10 or greater, 20 or greater, 30 or greater, 50 or greater, 100 or greater, 200 or greater, 1000 or more, 10000 or more, or a range between any two of these values. This ratio is 3 or more in preferred embodiments, 5 or more in other preferred embodiments, 10 or more in certain preferred embodiments, 30 or more in other preferred embodiments, and another preferred embodiment. It is 100 or more in the form.
特定の実施形態において、図10、11、及び12のいずれかの装置では、第1のプレートは、その表面に、少なくとも3つの分析物アッセイ部位を有し、任意の2つの隣接したアッセイ部位の縁部間の距離は、プレートが閉鎖位置にある時の均一な厚さの層の厚さより実質的に大きく、均一な厚さの層の少なくとも一部は、アッセイ部位の上方に位置し、試料は、試料に拡散できる1つ以上の分析物を有する。 In a particular embodiment, in the device of any of FIGS. 10, 11 and 12, the first plate has at least three analyte assay sites on its surface, and any two adjacent assay sites. The distance between the edges is substantially greater than the thickness of the layer of uniform thickness when the plate is in the closed position, at least a portion of the layer of uniform thickness located above the assay site and Have one or more analytes that can diffuse into the sample.
特定の実施形態において、図10、11、及び12のいずれかの装置では、第1のプレートは、その表面に、プレートが閉鎖位置にある時の均一な厚さの層の厚さより実質的に大きい距離で離れていない少なくとも2つの隣接した分析物アッセイ部位を有し、均一な厚さの層の少なくとも一部は、アッセイ部位の上方に位置し、試料は、試料に拡散できる1つ以上の分析物を有する。 In a particular embodiment, in the device of any of FIGS. 10, 11 and 12, the first plate has a surface substantially less than the thickness of the layer of uniform thickness when the plate is in the closed position. Having at least two adjacent analyte assay sites that are not separated by a large distance, at least a portion of the layer of uniform thickness is located above the assay sites, and the sample is one or more capable of diffusing into the sample. With analyte.
段落U1〜6、X〜6、P1〜8、W1〜6、V1〜4、UAB1〜8、M1〜2、S1〜2、Q110、及びH1のいずれか、ならびにそれらの任意の組み合わせの方法又は装置では、第1及び第2のプレートは、多重化検出のために図10、図11、又は図12に記載されるように、結合部位及び貯蔵部位をさらに含む。 Any of paragraphs U1-6, X-6, P1-8, W1-6, V1-4, UAB1-8, M1-2, S1-2, Q110, and H1, and any combination thereof, or In the device, the first and second plates further include a binding site and a storage site, as described in FIG. 10, 11 or 12 for multiplexed detection.
これらの実施形態において、該装置は、流体分離(すなわち、アッセイ領域間の物理的障壁がない)無しでの液体試料の並行多重化アッセイのためであることができる。該装置は、第1のプレート及び第2のプレートを含み、i.プレートは、異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、1つ又は2つのプレートは可撓性であり、ii.1つ又は2つのプレートは、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含み、かつスペーサは、所定の実質的に均一な高さ、及び所定の一定のスペーサ間の距離を有し、iii.各プレートは、それらのそれぞれの表面上に、試料中に拡散できる1つ以上の標的分析物を含む試料を含む試料と接触するための試料接触領域を有し、iii.第1のプレートは、その表面に、試料の対応する標的分析物に結合しかつそれを固定化する捕捉剤を含有する所定の領域を各々が有する1つ以上の結合部位を有し、かつ、iv.第2のプレートは、その表面に1つ以上の対応する貯蔵部位を有し、前記貯蔵部位は各々、所定の領域を有し、かつ試料と接触すると試料中に溶解して試料中に拡散する濃度の検出剤を含み、各捕捉剤、標的分析物、及び対応する検出剤は、第1のプレートの結合部位で捕捉剤−標的分析物−検出剤サンドイッチを形成することができ、1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレートの間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料がプレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、別の構成は、開放構成で試料を付着した後に構成された閉鎖構成であり、かつ閉鎖構成において、i.少なくとも一部の試料は、圧縮されて均一な厚さの層になり、前記層は、2つのプレートの内表面と接触し内表面によって限定され、かつ1つ以上の結合部位と1つ以上の貯蔵部位を被覆し、ii.1つ以上の対応する貯蔵部位は1つ以上の結合部位の上方にあり、iii.層の均一な厚さをスペーサ及びプレートにより調節し、それは250μmより小さく、各貯蔵部位の所定の領域の直線寸法より実質的に小さく、かつ、iv.結合部位及び/又は貯蔵部位の間に流体的隔離が存在せず、隣接する貯蔵部位の縁部間の分離と隣接する結合部位の縁部間の分離は、標的分析物又は検出剤の関連のある時間内での拡散可能な距離より大きく、かつ結合部位及び/又は貯蔵部位の間に流体的隔離が存在しない。 In these embodiments, the device can be for parallel multiplexed assays of liquid samples without fluid separation (ie, there is no physical barrier between assay areas). The device includes a first plate and a second plate, i. The plates are movable relative to each other in different configurations, one or two plates being flexible, ii. One or two plates including spacers secured to each plate, and the spacers having a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the spacers, iii. Each plate has a sample contacting area on its respective surface for contacting a sample containing a sample containing one or more target analytes capable of diffusing into the sample, iii. The first plate has on its surface one or more binding sites each having a predetermined region containing a capture agent that binds to and immobilizes the corresponding target analyte of the sample, and iv. The second plate has one or more corresponding storage sites on its surface, each storage site having a predetermined area, and upon contact with the sample dissolves in the sample and diffuses into the sample. Containing a concentration of detection agent, each capture agent, target analyte, and corresponding detection agent are capable of forming a capture agent-target analyte-detection agent sandwich at the binding site of the first plate in one configuration. Is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two of the plates, another configuration is an open configuration A closed configuration configured after depositing the sample in the configuration, and wherein i. At least some of the samples are compressed into a layer of uniform thickness, said layer being in contact with and defined by the inner surfaces of the two plates, and having one or more binding sites and one or more Coating the storage site, ii. One or more corresponding storage sites are above the one or more binding sites, and iii. The uniform thickness of the layer is adjusted by spacers and plates, which is less than 250 μm, substantially less than the linear dimension of the predetermined area of each storage site, and iv. There is no fluidic separation between the binding sites and/or storage sites, and the separation between the edges of adjacent storage sites and the separation between the edges of adjacent binding sites is related to the target analyte or detection agent. There is more than a diffusible distance within a period of time and there is no fluidic separation between the binding and/or storage sites.
いくつかの実施形態において、第1のプレートは、その表面に、複数(少なくとも2つ、少なくとも4つ、もしくは少なくとも16つ又はそれ以上)の結合部位を有する。 In some embodiments, the first plate has multiple (at least 2, at least 4, or at least 16 or more) binding sites on its surface.
いくつかの実施形態において、各結合部位は、異なる標的分析物に結合される。 In some embodiments, each binding site binds to a different target analyte.
いくつかの実施形態において、第2のプレートは、その表面に、複数(少なくとも2つ、少なくとも4つ、もしくは少なくとも16つ又はそれ以上)の対応する貯蔵部位を有する。 In some embodiments, the second plate has a plurality of (at least 2, at least 4, or at least 16 or more) corresponding storage sites on its surface.
いくつかの実施形態において、各対応する貯蔵部位は、異なる標的分析物に結合される。 In some embodiments, each corresponding storage site is bound to a different target analyte.
いくつかの実施形態において、第1のプレートは、その表面に、複数の結合部位を有し、第2のプレートは、その表面に、複数の対応する貯蔵部位を有し、プレートが閉鎖構成にある時に各結合部位は対応する貯蔵部位に対向する。 In some embodiments, the first plate has a plurality of binding sites on its surface and the second plate has a plurality of corresponding storage sites on its surface such that the plate is in a closed configuration. At some time each binding site opposes a corresponding storage site.
いくつかの実施形態において、第1のプレートは、その表面に、複数の結合部位を有し、第2のプレートは、その表面に、1つの貯蔵部位を有し、プレートが閉鎖構成にある時に結合部位のうちの少なくともいくつかの結合部位は貯蔵部位中の1つの領域に対向する。 In some embodiments, the first plate has a plurality of binding sites on its surface and the second plate has a storage site on its surface when the plate is in the closed configuration. At least some of the binding sites face a region in the storage site.
いくつかの実施形態において、第1のプレートは、その表面に、1つの結合部位を有し、第2のプレートは、その表面に、複数の貯蔵部位を有し、プレートが閉鎖構成にある時に貯蔵部位のうちの少なくともいくつかの貯蔵部位は結合部位中の1つの領域に対向する。 In some embodiments, the first plate has one binding site on its surface and the second plate has multiple storage sites on its surface when the plate is in the closed configuration. At least some of the storage sites face one region in the binding site.
いくつかの実施形態において、第1のプレートは、その表面に、複数の結合部位を有し、結合部位は、同じ標的分析物に結合してそれを固定化する異なる捕捉剤を含む。 In some embodiments, the first plate has a plurality of binding sites on its surface, the binding sites comprising different capture agents that bind to and immobilize the same target analyte.
いくつかの実施形態において、第1のプレートは、その表面に、複数の結合部位を有し、結合部位は、同じ捕捉剤を含む。 In some embodiments, the first plate has a plurality of binding sites on its surface, the binding sites comprising the same capture agent.
いくつかの実施形態において、捕捉剤は、異なる結合部位において密度が異なる。これらの実施形態は、試料中の分析物の量を定量化する方法を提供するために使用されてもよい。 In some embodiments, the capture agents differ in density at different binding sites. These embodiments may be used to provide a method of quantifying the amount of analyte in a sample.
いくつかの実施形態において、2つの隣接する結合部位又は2つの隣接する貯蔵部位の間に分離が存在し、閉鎖構成での試料の厚さに対する分離の比は、少なくとも3であり、例えば少なくとも5、少なくとも10、少なくとも20、又は少なくとも50である。 In some embodiments, there is a separation between two adjacent binding sites or two adjacent storage sites and the ratio of separation to sample thickness in the closed configuration is at least 3, eg at least 5 , At least 10, at least 20, or at least 50.
いくつかの実施形態において、スペーサ間の距離は、1μm〜120μmの範囲内にある。 In some embodiments, the distance between the spacers is in the range of 1 μm to 120 μm.
いくつかの実施形態において、可撓性プレートの厚さは、20μm〜250μmの範囲内(例えば50μm〜150μmの範囲内)にあり、かつヤング率は0.1GPa〜5GPaの範囲内(例えば、0.5GPa〜2GPaの範囲内)にあってもよい。 In some embodiments, the thickness of the flexible plate is in the range of 20 μm to 250 μm (eg, in the range of 50 μm to 150 μm) and the Young's modulus is in the range of 0.1 GPa to 5 GPa (eg, 0 GPa. 0.5 GPa to 2 GPa).
いくつかの実施形態において、可撓性プレートの厚さに可撓性プレートのヤング率を乗算した値は、60GPa−μm〜750GPa−μmの範囲内にある。 In some embodiments, the thickness of the flexible plate times the Young's modulus of the flexible plate is in the range of 60 GPa-μm to 750 GPa-μm.
いくつかの実施形態において、前記方法は、(a)試料中に拡散できる1つ以上の標的分析物を含有する試料を取得するステップ、(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、i.1つ又は2つのプレートは、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含み、1つ又は2つのプレートは可撓性であり、ii.スペーサは、所定の実質的に均一な高さ、及び所定の一定のスペーサ間の距離を有し、iii.第1のプレートは、その表面に、(a)の対応する標的分析物に結合してそれを固定化する捕捉剤を含む所定の領域をそれぞれ有する1つ以上の結合部位を有し、かつ、iv.第2のプレートは、その表面上に1つ以上の対応する貯蔵部位を含み、前記貯蔵部位はそれぞれ、所定の領域を有し、試料に接触すると試料中に溶解して試料中に拡散するある濃度の検出剤を含み、各捕捉剤、標的分析物、及び対応する検出剤は、第1のプレートの結合部位に捕捉剤−標的分析物−検出剤サンドイッチを形成できる、ステップ、(c)プレートが開放構成で構成されている時に、1つ又は2つのプレートに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間距離がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、(d)(c)の後、2つのプレートを閉鎖構成にすることにより試料を圧縮するステップであって、閉鎖構成は、i.試料の少なくとも一部が、圧縮されて均一な厚さの層になり、前記層が、2つのプレートの内表面に接触し内表面によって限定され、1つ以上の結合部位及び1つ以上の貯蔵部位に接触し、ii.1つ以上の対応する貯蔵部位が1つ以上の結合部位上にあり、かつ、iii.層の均一な厚さがスペーサ及びプレートにより調節され、250μmより小さく、各貯蔵部位の所定の領域の直線寸法より実質的に小さい、構成である、ステップ、(e)(d)の後にかつプレートが閉鎖構成にある間に、(1)関連のある時間長さで試料をインキュベートし、次にインキュベーションを停止するステップ、或いは、(2)関連のある時間長さの最小値以上の時間で試料をインキュベートし、次に、関連のある時間長さの最大値以下の時間内に各標的分析物の結合部位への結合を評価するステップであって、関連のある時間長さは、i.(a)における標的分析物が閉鎖構成で均一な厚さの層の厚さにわたって拡散するのに必要な時間以上であり、かつii.(a)における標的分析物が貯蔵部位又は結合部位の所定の領域の最小直線寸法にわたって横方向に拡散するのに必要な時間より顕著に短く、それにより、反応が生じ、前記反応において、(1)におけるインキュベーションの終了時又は(2)における評価の間、各結合部位に結合した捕捉剤−標的分析物−検出剤サンドイッチの大部分が、対応する関連のある体積の試料に由来し、インキュベーションにより、各標的分析物が結合部位及び検出剤に結合することが可能となり、対応する関連のある体積は、閉鎖構成で対応する貯蔵部位にある試料の一部分であり、隣接した貯蔵部位の縁部間の分離間隔と隣接した結合部位の縁部間の分離間隔は、標的分析物又は検出剤が関連のある時間内で拡散できる距離より大きく、結合部位及び/又は貯蔵部位の間に流体的隔離が存在しない、ステップを含んでもよい。 In some embodiments, the method comprises: (a) obtaining a sample containing one or more target analytes that can diffuse into the sample, (b) moveable relative to each other in different configurations. Obtaining a first plate and a second plate, i. One or two plates including spacers fixed to the respective plates, the one or two plates being flexible, ii. The spacers have a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the spacers, iii. The first plate has on its surface one or more binding sites each having a predetermined region containing a capture agent that binds and immobilizes the corresponding target analyte of (a), and iv. The second plate includes one or more corresponding storage sites on its surface, each storage site having a predetermined area, which upon contact with the sample dissolves in the sample and diffuses into the sample. A concentration of detection agent, each capture agent, target analyte, and corresponding detection agent capable of forming a capture agent-target analyte-detection agent sandwich at the binding site of the first plate, step (c) plate Attaching the sample to one or two plates when the is configured in an open configuration, the open configuration wherein the two plates are partially or completely separated and the distance between the plates is adjusted by a spacer. Unconfigured step, (d)(c), followed by compressing the sample by placing the two plates in a closed configuration, the closed configuration comprising: i. At least a portion of the sample is compressed into a layer of uniform thickness, said layer contacting and defined by the inner surfaces of the two plates, the one or more binding sites and one or more storages. Touching the site, ii. One or more corresponding storage sites are on the one or more binding sites, and iii. A uniform thickness of the layer is adjusted by spacers and plates, less than 250 μm, substantially less than the linear dimension of the predetermined area of each storage site, step (e) after (d) and plate While in a closed configuration, (1) incubating the sample for a relevant length of time and then stopping the incubation, or (2) for a time greater than or equal to the minimum relevant length of time. And then assessing the binding of each target analyte to the binding site within a time less than or equal to the maximum of the relevant length of time, the relevant length of time being i. Greater than or equal to the time required for the target analyte in (a) to diffuse over the thickness of the layer of uniform thickness in the closed configuration, and ii. Significantly shorter than the time required for the target analyte in (a) to laterally diffuse over the smallest linear dimension of a given region of the storage or binding site, thereby causing a reaction, in which the reaction (1 ) At the end of the incubation or during the evaluation in (2), the majority of the capture agent-target analyte-detection agent sandwich bound to each binding site is from the corresponding relevant volume of sample and , Each target analyte is allowed to bind to the binding site and the detection agent, and the corresponding relevant volume is the portion of the sample at the corresponding storage site in the closed configuration, between the edges of adjacent storage sites. And the separation between adjacent edges of the binding site is greater than the distance over which the target analyte or detection agent can diffuse within the relevant time period, and the fluidic separation between the binding and/or storage sites. It may include steps that are not present.
上記多重アッセイ装置の任意の実施形態は、この方法に使用されてもよい。 Any embodiment of the multiplex assay device described above may be used in this method.
16 幅広いウェルにおける少量の試料又は試薬のアッセイ/化学反応(E)
いくつかの適用において、プレート上のウェルは、試料がカバーしなければならないウェルの領域に対して小さい試料体積を有する試料を検査するために使用される。本発明の1つの態様は、幅広いウェル内の少量の試料又は試薬のアッセイ及び他の化学反応を可能にする方法及び装置である。用語「ウェル」は、ウェルの内部に付着した液体が、ウェルの固体底部および密閉された側壁によってウェルの外側に流れることを防止する、表面での中空の区画、くぼんだ領域、又はくぼみを指す(図8)。ウェルの領域は、側壁によって囲まれた領域である。用語「小体積の試料」と「幅広いウェル」は、試料がウェルの底部に滴下され、試料を分散するための装置がない場合、ウェル底部との接触領域を有するウェル底部上の試料の体積は、ウェルの領域よりも小さい(すなわち、小ささと広さとは、試料の自然接触領域とウェルの底部領域との比較である)。ウェルは密閉スペーサの作用を果たす(E)。
16 Assay/Chemical reaction (E) of small amount of sample or reagent in wide well
In some applications, the wells on the plate are used to test a sample that has a small sample volume for the area of the well that the sample must cover. One aspect of the present invention is a method and apparatus that allows assaying and other chemical reactions of small amounts of samples or reagents in wide wells. The term "well" refers to a hollow compartment, recessed area, or depression at a surface that prevents liquids deposited inside the well from flowing outside the well by the solid bottom and sealed sidewalls of the well. (FIG. 8). The well region is the region surrounded by the sidewalls. The terms "small volume sample" and "broad well" refer to the volume of a sample on the well bottom having a contact area with the well bottom when the sample is dropped on the bottom of the well and there is no device for dispersing the sample. , Smaller than the area of the well (ie, smallness and breadth are a comparison of the natural contact area of the sample and the bottom area of the well). The well acts as a closed spacer (E).
図8及び図9は、試料の厚さ調整のためのプレート及び密閉スペーサ(ウェル)の特定の実施形態を示す。(a)第1のプレートは、ウェルの内側に1つの密閉スペーサ(ウェル)及び少なくとも1つのスペーサを有する(図9)、及び(b)第1のプレートは、ウェルの内側にスペーサを備えない(図8)、という2つの例示的な実施形態が示される。別の実施形態は、第1及び第2のプレートが閉鎖構成にある前に、密閉スペーサがその中の1つのプレートにあり、隔離されたスペーサが別のプレート上にあり、プレートの閉鎖構成では、隔離されたスペーサがウェルの内側にあることである。 8 and 9 show specific embodiments of plates and sealing spacers (wells) for sample thickness adjustment. (A) the first plate has one closed spacer (well) and at least one spacer inside the well (FIG. 9), and (b) the first plate has no spacer inside the well. (FIG. 8), two exemplary embodiments are shown. Another embodiment is that in a closed configuration of plates, the closed spacers are on one plate therein and the isolated spacers are on another plate before the first and second plates are in the closed configuration. , The isolated spacer is inside the well.
1つの実施形態において、プレートのウェルに付着した試料の体積は、ウェルの内部体積(体積を特定の体積に測定する)にほぼ等しい所定の体積(内側のウェル領域とウェルの高さとの積)を有することができ、それによりプレートが閉鎖構成にある時に、試料はほぼ完全にウェルを充填し、ウェルから流れ出る試料がないか又はほぼない。 In one embodiment, the volume of sample attached to the wells of the plate is a predetermined volume (the product of the inner well area and the height of the well) that is approximately equal to the internal volume of the well (which measures the volume to a particular volume). , So that when the plate is in the closed configuration, the sample fills the well almost completely, with no or almost no sample flowing out of the well.
別の実施形態において、試料の他の部分がウェルから流出する間は、プレートのウェルに付着した試料の体積は測定されずかつプレートの閉鎖構成では試料の一部はウェルをほぼ完全に充填する。 In another embodiment, the volume of sample attached to the wells of the plate is not measured while the other portion of the sample flows out of the well, and in the closed configuration of the plate some of the sample fills the well almost completely. ..
別の実施形態において、複数のウェルは1つのプレートである。いくつかの実施形態において、ウェルからオーバーフローする試料のためのウェル間に溝(ダンピング空間)がある。ダンピング空間は、1つのウェルからオーバーフローする試料が他のウェルに流れることを防止する。 In another embodiment, the wells are a plate. In some embodiments, there are grooves (damping spaces) between the wells for samples that overflow the wells. The damping space prevents the sample overflowing from one well from flowing to the other well.
E1. 図8に示すような、幅広いウェルにおいて少量の試料を用いてアッセイするため及び/又は化学反応のための方法であって、
(a)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップ、前記第1のプレートは、その表面に、所定の寸法(ウェル底部、深さ及び縁部を含む)を有するウェルと、前記ウェルの底部に結合部位とを有する、ステップ、
(b)試料を取得するステップであって、試料は、(i)結合部位に結合しかつ試料において拡散することができる標的実体を含み、かつ(ii)第2のプレートと接触せずにウェルの底部のみに付着した試料の接触領域がウェルの底部の領域よりも小さいような体積及び湿潤特性を有する、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、ウェル内にもしくは第2のプレートの対応する領域上に又はその両方に試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつ第2のプレートとウェルの底部との間の間隔がウェルの縁部(すなわち、ウェルの深さ)により調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にして前記試料を広げるステップであって、閉鎖構成において、第2のプレートはウェルに被覆され、結合部位上の試料はスペーサ及び第2のプレートにより調節され、試料とウェルの底部との接触面積は、プレートが開放構成にある時よりも大きい、ステップ
を含み、
第2のプレートの対応する領域は、閉鎖構成でウェルの頂部及びウェルの縁部の内側にある領域である、方法。
E1. A method for assaying and/or a chemical reaction in a small number of samples in a wide well, as shown in FIG.
(A) Obtaining a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, said first plate having a predetermined dimension (well bottom, depth and An edge) and a binding site at the bottom of the well.
(B) obtaining a sample, the sample comprising (i) a target entity capable of binding to a binding site and diffusing in the sample, and (ii) a well without contact with a second plate Having a volume and wetting property such that the contact area of the sample deposited only on the bottom of the well is smaller than the area at the bottom of the well,
(C) depositing the sample in the well or on the corresponding area of the second plate or both when the plate is configured in an open configuration, wherein the open configuration comprises two plates Or completely separated and the spacing between the second plate and the bottom of the well is not controlled by the edge of the well (ie, the depth of the well), a step,
(D) after (c) the step of spreading the sample in the plate in a closed configuration, wherein the second plate is coated on the well and the sample on the binding site is the spacer and the second plate in the closed configuration. And the area of contact between the sample and the bottom of the well is greater than when the plate is in the open configuration, including
The corresponding area of the second plate is the area inside the top of the well and the edge of the well in the closed configuration.
段落E1の方法において、プレートは、少なくともウェルの内部の隔離されたスペーサ(すなわちウェルスペーサ)をさらに含む。 In the method of paragraph E1, the plate further comprises at least isolated spacers within the wells (ie, well spacers).
段落E1の方法において、いくつかの実施形態において、試料の体積は計測される(例えば、選択された体積を有しようとする)。計量された体積は、ウェルの体積とほぼ等しいか、小さいか、又は大きい。 In the method of paragraph E1, in some embodiments, the volume of the sample is measured (eg, trying to have a selected volume). The metered volume is about equal to, less than, or greater than the well volume.
段落E1の方法において、いくつかの実施形態において、プレートの外側からの圧縮力は、プレートを閉鎖構成に保持するように構成される。 In the method of paragraph E1, in some embodiments the compressive force from outside the plate is configured to hold the plate in a closed configuration.
段落E1の方法において、いくつかの実施形態において、毛細管力は、プレートを閉鎖構成に保持するように構成される。 In the method of paragraph E1, in some embodiments the capillary force is configured to hold the plate in a closed configuration.
図8dに示すように、段落E1の方法において、いくつかの実施形態において、ウェルの底部、第2のプレートの対応する領域、又はその両方が所定の高さのスペーサで取り付けられ、閉鎖構成では、試料の厚さは、スペーサ、縁部、又はその両方によって調整される。 As shown in FIG. 8d, in the method of paragraph E1, in some embodiments, the bottom of the well, the corresponding region of the second plate, or both are attached with spacers of a predetermined height and in a closed configuration. , The thickness of the sample is adjusted by spacers, edges, or both.
いくつかの実施形態において、スペーサの高さはウェルの深さと等しいか、それよりも小さいか、又は大きい。ウェルの底部は平面状(すなわち平坦)又は湾曲している。いくつかの実施形態において、スペーサ(1)は、所定のスペーサ間の距離を有し、(2)試料の内部にあり、(3)それぞれのプレートに固定されるか、又はそれらの任意の組み合わせである。 In some embodiments, the spacer height is equal to, less than, or greater than the well depth. The bottom of the well is flat (ie flat) or curved. In some embodiments, the spacers (1) have a predetermined distance between the spacers, (2) are inside the sample, (3) are fixed to their respective plates, or any combination thereof. Is.
いくつかの実施形態において、試料の体積はウェルの体積からスペーサの体積を引いたものにほぼ等しい。いくつかの実施形態において、第2のプレートはウェルを密封するように構成される。 In some embodiments, the sample volume is approximately equal to the well volume minus the spacer volume. In some embodiments, the second plate is configured to seal the well.
いくつかの実施形態において、ウェル深さ平方に対するウェル領域の比は、3以上、5以上、10以上、20以上、30以上、50以上、100以上、200以上、1000以上、10000以上、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In some embodiments, the ratio of the well region to the well depth square is 3 or more, 5 or more, 10 or more, 20 or more, 30 or more, 50 or more, 100 or more, 200 or more, 1000 or more, 10000 or more, or these. Is a range between any two values of.
ウェル深さ平方に対するウェル領域の比は、好ましい実施形態において3〜20であり、別の好ましい実施形態において20〜100であり、別の好ましい実施形態において100〜1000であり、別の好ましい実施形態において1000〜10,000である。 The ratio of well area to well depth square is 3-20 in the preferred embodiment, 20-100 in another preferred embodiment, 100-1000 in another preferred embodiment, another preferred embodiment. At 1000 to 10,000.
装置の記述と要求が必要である。体積は小さくて不明である。 Device description and requirements are required. The volume is small and unknown.
17 非試料体積によって生じた影響を補正することによる正確な定量化(C)
CROFプロセスでは、試料は常に、スペーサ、気泡、粉塵又はそれらの任意の組み合わせを含むがこれらに限定されないという試料ではない物体に起因する非試料体積と混合される。気泡又は粉塵は、CROFプロセスにおける試料付着または他のプロセスを使用して導入されてもよい。これらの試料なし物体は、試料の関連のある体積(関心のある体積)を決定する時に修正する必要がある体積を占有し、かつ試料内にある。本発明の1つの態様は、2つのプレートの間の関連のある体積の試料内の非試料体積により生成される影響を補正することであり、関連のある体積の厚さがスペーサにより調整される。
17 Accurate quantification by correcting for effects caused by non-sample volume (C)
In the CROF process, the sample is always mixed with a non-sample volume due to non-sample objects including, but not limited to, spacers, bubbles, dust or any combination thereof. Bubbles or dust may be introduced using sample attachment or other processes in the CROF process. These sampleless objects occupy the volume that needs to be modified when determining the relevant volume of the sample (the volume of interest) and are within the sample. One aspect of the invention is to compensate for the effects produced by the non-sample volume in the sample of the relevant volume between the two plates, the thickness of the relevant volume being adjusted by the spacer. .
C1. 2つのプレートの間の試料の関連のある体積を決定する時に非試料材料によって生じた影響を補正するための方法であって、
(a)試料の関連のある体積が定量化される試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な2つのプレートを取得するステップであって、前記プレートの1つ又は2つは、所定のスペーサ間の距離及び高さを有し、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含む、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、2つのプレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にするステップであって、閉鎖構成では、プレートが互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、プレートの開放構成では、該厚さが試料の最も大きい厚さより薄く、関連のある体積が非試料材料の体積を含むことができる、ステップ、
(e)プレートが閉鎖構成にある間に、(i)関連のある体積の試料の側面積、及び(ii)非試料材料の体積を計測するステップ、並びに
(f)スペーサにより調節される関連のある体積の厚さを用いて関連のある体積の試料を計算して、非試料材料の影響を補正するステップ
を含み、
関連のある体積は、試料の全体積の少なくとも一部であり、非試料材料は、試料に由来しない材料であり、
非試料体積の計測は、2つのプレートの間の試料を画像化することによる、方法。
C1. A method for correcting the effects caused by non-sample material in determining the relevant volume of a sample between two plates, comprising:
(A) obtaining a sample in which the relevant volume of the sample is quantified,
(B) Obtaining two plates that are movable relative to each other in different configurations, wherein one or two of the plates have a predetermined spacer distance and height, respectively. Step, including a spacer fixed to the plate of
(C) depositing the sample on one or two of the two plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration wherein the two plates are partially or completely separated and A configuration in which the spacing between the plates is not adjusted by spacers, steps,
(D) After (c), the steps of bringing the plates into a closed configuration, wherein the plates face each other and the spacer and an associated volume of sample are located between the plates and the associated volume is The thickness of the sample is adjusted by plates and spacers, and in the open configuration of the plate, the thickness is less than the maximum thickness of the sample, and the associated volume can include the volume of non-sample material,
(E) while the plate is in the closed configuration, (i) measuring the side area of the sample of the relevant volume and (ii) the volume of the non-sample material; and (f) the relevant spacer adjusted by the spacer. Calculating the relevant volume of the sample using the thickness of the volume to correct for the effects of non-sample material,
The relevant volume is at least a portion of the total volume of the sample, the non-sample material is material that is not derived from the sample,
Non-sample volume measurement is by imaging the sample between two plates.
18 間隔の二重チェックによる高精度定量化
CROFにおいて、与えられた一組の条件に対して、スペーサ及びプレートが閉鎖構成で所定の試料厚さを与えることができても、特定のCROFの間に、実際の一組の条件は、期待されるものと異なる可能性があり、所定の最終試料厚さの誤差をもたらす。このような誤差を低減するために、本発明の一態様は、閉鎖構成で最終試料厚さを二重チェックすることである。
High-precision quantification by double checking of 18 intervals In a CROF, for a given set of conditions, even if the spacer and plate can give a given sample thickness in a closed configuration, during a certain CROF In addition, the actual set of conditions may differ from what is expected, resulting in a given final sample thickness error. To reduce such errors, one aspect of the invention is to double check the final sample thickness in the closed configuration.
C2. 2つのプレートの間の関連のある体積の試料の厚さを決定しかつチェックするための方法であって、
(a)関連のある体積の試料が定量化される試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な2つのプレートを取得するステップであって、前記プレートの1つ又は2つは、所定のスペーサ間の距離及び高さを有し、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含む、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、2つのプレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にするステップであって、閉鎖構成では、プレートが互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、プレートの開放構成では、該厚さが試料の最も大きい厚さより薄く、関連のある体積が非試料材料の体積を含むことができる、ステップ、
(e)プレートが閉鎖構成にある間に、(i)関連のある体積の試料の側面積、及び(ii)非試料材料の体積を計測するステップ、並びに
(f)非試料材料の影響を補正することにより、関連のある体積の試料を計算するステップ
を含み、
関連のある体積は、試料の全体積の少なくとも一部であり、非試料材料は、試料に由来しない材料である、方法。
C2. A method for determining and checking the thickness of a sample of related volume between two plates, comprising:
(A) obtaining a sample in which a relevant volume of sample is quantified,
(B) Obtaining two plates that are movable relative to each other in different configurations, wherein one or two of the plates have a predetermined spacer distance and height, respectively. Step, including a spacer fixed to the plate of
(C) depositing the sample on one or two of the two plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration wherein the two plates are partially or completely separated and A configuration in which the spacing between the plates is not adjusted by spacers, steps,
(D) After (c), the steps of bringing the plates into a closed configuration, wherein the plates are facing each other and the spacer and an associated volume of sample are located between the plates and the associated volume is The thickness of the sample is adjusted by plates and spacers, and in the open configuration of the plate, the thickness is less than the maximum thickness of the sample, and the associated volume can include the volume of non-sample material,
(E) while the plate is in the closed configuration, (i) measuring the side area of the sample of the relevant volume, and (ii) the volume of the non-sample material, and (f) correcting the effects of the non-sample material. By calculating a sample of relevant volume by
The method wherein the volume of interest is at least a portion of the total volume of the sample and the non-sample material is material that is not derived from the sample.
19 洗浄(WS)
本発明では、本明細書に記載されたプレートプレスと保持の実施形態の1つ又は任意の組み合わせが、本発明の説明全体に記載された全ての方法及び装置において使用される。
19 Washing (WS)
In the present invention, one or any combination of the plate press and holding embodiments described herein is used in all methods and devices described throughout the description of the invention.
(a)上記方法の1つ又は任意の組み合わせにおけるステップを実行するステップ、及び
(b)プレート間の試料又は移送媒体を洗い流すステップ
を含む、アッセイにおける洗浄ステップのための方法。
A method for a wash step in an assay comprising (a) performing steps in one or any combination of the above methods, and (b) rinsing sample or transfer medium between plates.
CROFを使用する方法において、プレートを閉鎖構成に保持することにより洗浄する。 In the method using CROF, the plate is washed by holding it in a closed configuration.
CROFを使用する方法において、閉鎖構成でプレートを分離することにより洗浄する。 In the method using CROF, wash by separating the plates in a closed configuration.
スポンジ
20 多重ステップを用いるアッセイ(MA)
本発明において、本開示によって記載された実施形態(すなわち、全てのセクション)は、(a)1つの実施形態を他の実施形態と組み合わせること、(b)同じ実施形態を1回より多く使用すること、(c)(a)と(b)の任意の組み合わせにより使用することができる。
In the present invention, the embodiments described by this disclosure (ie, all sections) include (a) combining one embodiment with another, (b) using the same embodiment more than once. That is, (c) (a) and (b) can be used in any combination.
MA1.
(a)分析物を含有する試料を取得するステップ、
(b)CROFを使用する方法を実行するステップ、及び
(c)プレートを離し、CROFを使用する方法を実行するステップ
を含む、試料中の分析物をアッセイするための方法。
MA1.
(A) obtaining a sample containing the analyte,
A method for assaying an analyte in a sample comprising: (b) performing a method that uses CROF; and (c) releasing the plate and performing a method that uses CROF.
段落MA1の方法では、いくつかの実施形態において、MA1のステップ(c)の後、MA1の方法における全てのステップの同じステップを少なくとも1回繰り返すステップをさらに含む。 The method of paragraph MA1 further comprises, in some embodiments, after step (c) of MA1 the step of repeating all of the same steps of the method of MA1 at least once.
MA2.、
(a)分析物を含有する試料を取得するステップ、
(b)CROFを使用する方法を実行するステップ、
(c)プレートを離し、CROFを使用する方法を実行する(洗浄)ステップ、及び
(d)CROFを使用する方法を実行するステップ
を含む、試料中の分析物をアッセイするための方法。
MA2. ,
(A) obtaining a sample containing the analyte,
(B) performing the method using CROF,
A method for assaying an analyte in a sample comprising the steps of (c) releasing the plate and carrying out a method using CROF (washing), and (d) carrying out a method using CROF.
いくつかの実施形態における段落MA2の方法では、それは、MA2のステップ(d)の後、MA2の方法における全てのステップの同じステップを少なくとも1回繰り返すステップをさらに含む。 In the method of paragraph MA2 in some embodiments, it further comprises, after step (d) of MA2, repeating the same steps of all steps in the method of MA2 at least once.
段落MA2の方法では、いくつかの実施形態において、MA2のステップ(c)の後、MA1の方法における全てのステップの同じステップを少なくとも1回繰り返すステップをさらに含む。 The method of paragraph MA2 further comprises, in some embodiments, after step (c) of MA2, repeating the same steps of all steps in the method of MA1 at least once.
MA3.
CROFを使用する第1のCROF装置と、
第1のCROF装置のプレートが離れているときに、第1のCROF装置のプレートの1つと組み合わせて第2のCROF装置を形成する第3のプレートと
を含む、試料中の分析物をアッセイするためのキット。
MA3.
A first CROF device using a CROF;
Assaying an analyte in a sample comprising one of the plates of the first CROF device and a third plate that forms a second CROF device when the plates of the first CROF device are separated Kit for.
MA4.
CROFを使用する第1のCROF装置と、
CROF装置のプレートの試料接触領域上にある少なくとも1つの結合部位又は貯蔵部位と、
第1のCROF装置のプレートが離れているときに、第1のCROF装置のプレートの1つと組み合わせて第2のCROF装置を形成する第3のプレートと
を含み、
結合部位は、標的分析物をプレートの表面に結合し、貯蔵部位は、試料と接触すると試料中に溶解して試料中に拡散することができる試薬を有する、試料中の分析物をアッセイするためのキット。
MA4.
A first CROF device using a CROF;
At least one binding site or storage site on the sample contact area of the plate of the CROF device;
A third plate which, when the plates of the first CROF device are apart, combines with one of the plates of the first CROF device to form a second CROF device,
The binding site binds the target analyte to the surface of the plate and the storage site has a reagent capable of dissolving in the sample and diffusing into the sample upon contact with the sample, for assaying the analyte in the sample Kit.
画像化は、スマートフォンの使用を含む。このセクションの方法は、光源による照明のステップをさらに含む。光源は、レーザ、LED、ランプ、又はカメラフラッシュライトであってもよい。 Imaging involves the use of smartphones. The methods in this section further include the step of illuminating with a light source. The light source may be a laser, LED, lamp, or camera flashlight.
試料中の標的実体を検出するアッセイを行うためのキット(MQXA)
a.標的実体を固定化することができ、標的実体に結合する結合パートナーを有する1つ以上の結合部位を第1のプレートの1つの表面が有する、第1のプレートと、
b.カバープレートと、
c.カバープレートと第1のプレートとの間の内部空間にある試料であって、試料が、試料中で移動可能な前記標的実体を含み、試料の形状が変形可能であり、第1のプレートと第2のプレートが互いに対して移動可能であり、試料の形状が内表面にほぼ一致し、試料の少なくとも一部が結合部位と接触し、インキュベーションの間に内側の間隔が一定の距離より小さく、試料が前記結合部位と接触する、試料と、
d.第1のプレートの表面及び/又はカバープレートの表面に画像化を行うことができる画像化装置と、
e.内部空間の間隔を計測することができる計測装置と
を含む、試料中の標的実体をアッセイするためのキット。
Kit for performing an assay for detecting a target entity in a sample (MQXA)
a. A first plate capable of immobilizing a target entity, wherein one surface of the first plate has one or more binding sites with binding partners that bind to the target entity;
b. A cover plate,
c. A sample in an internal space between the cover plate and the first plate, the sample including the target entity movable in the sample, wherein the shape of the sample is deformable, The two plates are movable with respect to each other, the shape of the sample substantially conforms to the inner surface, at least part of the sample comes into contact with the binding site and the inner spacing is smaller than a certain distance during the incubation, A sample in contact with the binding site,
d. An imaging device capable of imaging the surface of the first plate and/or the surface of the cover plate;
e. A kit for assaying a target entity in a sample, which comprises a measuring device capable of measuring the distance between internal spaces.
このセクションの方法は、スマートフォンの使用を含む。このセクションの方法は、照明装置の使用を含む。照明装置は、レーザ、LED、ランプ、又はカメラフラッシュライトを含む。 The methods in this section include the use of smartphones. The methods in this section include the use of lighting devices. Illumination devices include lasers, LEDs, lamps, or camera flashlights.
21 プレートプレス及び保持(H)
圧縮力 CROFプロセスにおいて、力を入れて2つのプレートを圧縮してプレートを開放構成から閉鎖構成にする。圧縮力は、プレートの内表面間の間隔を減少させ、これによりプレート間の試料の厚さを減少させる。本発明において、圧縮力は、機械的力、毛細管力(表面張力による)、静電力、電磁力(光を含む)、及びそれらの任意の組み合わせを含むが、これらに限定されない。
21 Plate Press and Hold (H)
Compressive Force In the CROF process, force is applied to compress the two plates to bring the plates from the open configuration to the closed configuration. The compressive force reduces the spacing between the inner surfaces of the plates, thereby reducing the sample thickness between the plates. In the present invention, compressive forces include, but are not limited to, mechanical forces, capillary forces (due to surface tension), electrostatic forces, electromagnetic forces (including light), and any combination thereof.
プレートを開放構成から閉鎖構成にするいくつかの実施形態において、第1のプレートと第2のプレートとを互いに向かって押し付けるための外力を加える。 In some embodiments where the plates are moved from an open configuration to a closed configuration, an external force is applied to push the first plate and the second plate toward each other.
プレートを開放構成から閉鎖構成にするいくつかの実施形態において、第1のプレートと第2のプレートの外側に外力を加えてプレートを互いに向かって押し付け、前記圧力がプレート内の圧力よりも高い。プレート外の圧力をプレート内の圧力よりも高くするための装置が使用される。この装置は、密封装置のみに限定されている。 In some embodiments in which the plates are in an open to a closed configuration, an external force is applied to the outside of the first plate and the second plate to urge the plates toward each other, the pressure being higher than the pressure in the plates. A device is used to increase the pressure outside the plate above the pressure inside the plate. This device is limited to sealing devices only.
いくつかの実施形態において、圧力は、第1のプレートと第2のプレートとの間の液体及び対応する表面の張力とプレートとの相互作用に起因する毛細管力によって少なくとも部分的に提供される。いくつかの実施形態において、液体は試料自体であるか、または液体と混合された試料である。特定の実施形態において、毛細管力は、他の力とともに使用される。多くの場合、試料は液体中にあることが多く、表面張力は毛細管力を挿入するのに適する。いくつかの実施形態において、毛細管力が試料を変形させることに必要な力に等しい場合に、プレートによる試料の変形は自動的に停止することができる。 In some embodiments, the pressure is provided at least in part by a capillary force due to the interaction between the liquid and the corresponding surface tension between the first plate and the second plate and the plate. In some embodiments, the liquid is the sample itself or the sample mixed with the liquid. In certain embodiments, capillary forces are used with other forces. Often, the sample is often in a liquid and surface tension is suitable for inserting capillary forces. In some embodiments, the deformation of the sample by the plate can be stopped automatically when the capillary force is equal to the force required to deform the sample.
特定の実施形態において、第1のプレートと第2のプレートとの間の圧力(内部圧力)をプレートの外側(外部圧力)から隔離し、次いで内部圧力を外部圧力よりも低くすることによって、圧縮力(これにより試料変形)が生成される。隔離は、真空密封又は他の装置を用いて行うことができる。 In certain embodiments, the pressure between the first plate and the second plate (internal pressure) is isolated from the outside of the plate (external pressure), and then the internal pressure is lower than the external pressure, thereby compressing Forces (and thereby sample deformation) are generated. Isolation can be done using a vacuum seal or other device.
いくつかの実施形態において、それは、上記方法の組み合わせである。 In some embodiments, it is a combination of the above methods.
段階的プレス 特定の実施形態において、プレートを閉鎖構成にする圧縮力は、「段階的プレス」という過程において加えられ、それは、まずプレートの1つの位置にプレス(すなわち、圧力を加える)を加え、その後に試料の他の位置に段階的に加えることを含む。段階的プレスのいくつかの実施形態において、ある位置で試料を所望の厚さに変形させた後に、該位置の圧縮力(試料自体の毛管力を除く)は、(i)プレス及び試料変形の全体プロセスにおいて維持され、(ii)他の位置にプレスされる間に除去されるか、或いは(iii)(i)のプレートのある部分に使用され、(ii)の試料のある部分に使用される。 Stepwise Press In certain embodiments, the compressive force that causes the plate to be in a closed configuration is applied in a process called a "stepwise press," which first applies the press (ie, applies pressure) to one location on the plate, Thereafter, it includes stepwise addition to other positions of the sample. In some embodiments of the graduated press, after deforming the sample at a location to a desired thickness, the compressive force at that location (excluding the capillary force of the sample itself) is (i) Maintained in the overall process and (ii) removed while pressed into another location, or (iii) used in some parts of the plate in (i) and used in some parts of the sample in (ii) It
段階的プレスの1つの実施形態において、ローラを使用して、第1のプレート及び第2のプレート(試料がプレートの間に位置し、プレートがわずかに可撓性である)を別のローラ又は平坦な表面に対してプレスする。 In one embodiment of the stepwise press, rollers are used to move a first plate and a second plate (where the sample is between the plates and the plates are slightly flexible) to another roller or Press against a flat surface.
別の実施形態において、人の指は、プレート(したがって試料)をプレスするためのツールである。プレスは、人の手の一部が人体の他の部分(人の手の他の部分を含む)と接触するか又は人の手が物体(例えば、テーブル面)と接触することである。1つの実施形態において、プレスは、試料のある位置から開始しかつ試料の他の位置に徐々に移動する。 In another embodiment, the human finger is a tool for pressing the plate (and thus the sample). Pressing is the contact of part of a person's hand with other parts of the human body (including other parts of the person's hand) or with the person's hand contacting objects (eg, table surfaces). In one embodiment, the press starts at one location on the sample and moves gradually to another location on the sample.
段階的プレスの1つの実施形態において、プレスされた空気ジェットは、最初にプレート対の位置(例えば中心)(第1のプレートと第2のプレートの間にあり、そのうちの1つのプレートがわずかに可撓性である)に案内され、該圧縮力はプレート対の別の部分に徐々に拡張される。 In one embodiment of the staged press, the pressed air jet is initially at the position (eg, center) of the plate pair (between the first plate and the second plate, one plate of which is slightly Being flexible), the compressive force is gradually expanded to another part of the plate pair.
別の実施形態において、第1のプレートと第2のプレートの1つ又は2つは可撓性であり、かつ試料のある位置と接触し、その後に該位置の毛管力は、試料を変形させるようにプレート対を一緒に(互いに対して向かって)引っ張る。 In another embodiment, one or two of the first plate and the second plate is flexible and contacts a location on the sample, after which capillary forces at that location deform the sample. Pull the plate pairs together (towards each other).
段階的プレスの利点は、小さい力で試料を変形させる(力が同じである場合、プレス面積が小さいほど圧力が大きくなるからである)ことを可能し、試料の移動(変形)、及び/又は試料中の気泡の減少に役立つことを含む。圧力が大きいほど、試料の変形は大きくなる。段階的プレスは、変形した試料の厚さ均一性を改善することができる。 The advantage of stepwise pressing is that it allows the sample to be deformed with a small force (since the force is the same, the smaller the pressing area, the greater the pressure), the movement (deformation) of the sample, and/or Including helping to reduce air bubbles in the sample. The greater the pressure, the greater the deformation of the sample. Gradual pressing can improve the thickness uniformity of the deformed sample.
プレス装置 CROFにおける試料変形用の圧縮力を決定する装置は、様々な実装を有する。いくつかの実施形態において、人の手を用いて、例えば、人の指を用いてプレスする。特定の実施形態において、プレス装置は、人の手、機械的クリップ、機械プレス、機械的クランプ、機械的スライダ、機械的装置、電磁気装置、表面を転がるローラ、対向する2つのローラ、流体プレス、油圧装置、又はそれらの任意の組み合わせを含むが、これらに限定されない。特定の実施形態において、加圧された液体(加圧空気を含む)を用いて第1のプレート及び/又は第2のプレートを直接又は間接的にプレスする。「直接」とは、加圧された液体を第1のプレート及び/又は第2のプレートに直接加えることを指し、「間接的」とは、第3の物体により加えることを指す。プレスの特定の実施形態は、プレス装置及び方法の上記実施形態の組み合わせを使用する。 Pressing device The device for determining the compressive force for sample deformation in CROF has various implementations. In some embodiments, pressing is done with a human hand, for example with a human finger. In certain embodiments, the pressing device includes a human hand, a mechanical clip, a mechanical press, a mechanical clamp, a mechanical slider, a mechanical device, an electromagnetic device, a surface rolling roller, two opposing rollers, a fluid press, Including, but not limited to, hydraulic devices, or any combination thereof. In certain embodiments, pressurized liquid (including pressurized air) is used to directly or indirectly press the first plate and/or the second plate. “Directly” refers to adding the pressurized liquid directly to the first plate and/or the second plate, and “indirect” refers to adding by the third object. Particular embodiments of the press use a combination of the above embodiments of pressing apparatus and methods.
また、試料変形の特定の実施形態において、プレス及び試料変形は監視される。監視は、プレス及び試料変形を制御するために用いることができる。変形の監視は、機械的方法、電気的、光学的、化学的、磁気的、及びそれらの任意の組み合わせを含むが、これらに限定されない。機械的方法は、機械的ゲージ、スペーサ(機械的ストッパ、以下に詳細に説明する)及び音波を含むが、これらに限定されない。 Also, in certain embodiments of sample deformation, press and sample deformation are monitored. Monitoring can be used to control press and sample deformation. Deformation monitoring includes, but is not limited to, mechanical methods, electrical, optical, chemical, magnetic, and any combination thereof. Mechanical methods include, but are not limited to, mechanical gauges, spacers (mechanical stoppers, described in detail below) and acoustic waves.
CROFにおいて、間隔制御装置は、機械的プレス、機械的移動ステージ、人の指、プレートを互いに向かって引っ張る毛細管力を提供する液体、プレートに圧力を加える液体(空気を含む)、又はそれらの組み合わせを含む。 In CROF, the spacing controller is a mechanical press, a mechanical moving stage, a human finger, a liquid that provides a capillary force that pulls the plates toward each other, a liquid that exerts pressure on the plates (including air), or a combination thereof. including.
特定の実施形態において、(並進及び/又は回転)機械的ステージは、試料変形及び試料厚さの制御に使用され、かつ監視システムとともに動作する。 In certain embodiments, mechanical (translational and/or rotational) mechanical stages are used to control sample deformation and sample thickness, and work with a monitoring system.
いくつかの実施形態において、圧縮力の少なくとも一部は、プレートを一緒に取り付けて閉鎖構成に形成するように構成されたプレス(プレートを閉鎖構成に変形させる装置)によって提供される。 In some embodiments, at least some of the compressive force is provided by a press (a device that transforms the plates into the closed configuration) configured to attach the plates together to form the closed configuration.
いくつかの実施形態において、人の手でプレートをプレスする。人は、検査される人又は検査を行う人、又は試料を採取する人であってもよい。 In some embodiments, humans press the plate. The person may be the person being tested or the person performing the test, or the person taking the sample.
いくつかの実施形態において、プレートのプレスは、毛管力を使用して2つのプレートを一緒に保持することである。毛管力は、1つ又は2つのプレートの内表面の少なくとも一部を親水性にすることにより生成される。プレートを閉鎖構成にプレスするための一部又は全部の力(毛管力を除く)を除去しても、適切な毛管力で、2つのプレートは、当初はプレートが閉鎖構成にある時と同じプレート間隔と同じ、関連のある体積の試料の厚さを保持することができる。 In some embodiments, pressing the plates is the use of capillary forces to hold the two plates together. Capillary forces are created by rendering at least a portion of the inner surface of one or two plates hydrophilic. Even with removal of some or all of the forces (excluding capillary forces) to press the plates into the closed configuration, the two plates are initially the same plates as when the plates were in the closed configuration, with proper capillary forces. The thickness of the relevant volume of sample, which is the same as the spacing, can be retained.
いくつかの実施形態において、プレートの外表面に圧縮力を加えてプレートの内表面の間隔を減少させる装置は、プレートの外表面に適合する接触表面を含み、装置の接触表面は、プレートの外表面と接触する装置の表面であり、「プレートの外表面に適合する」とは、装置の表面が圧縮中に変形して、その形状がプレートの外表面の形状と一致することを指す。1つの例示的な実施形態において、圧縮装置は、人の指を指す。別の例示的な実施形態において、圧縮装置は、軟質プラスチック又はゴムで作られた接触面を有する。 In some embodiments, the apparatus for applying a compressive force to the outer surface of the plate to reduce the spacing of the inner surface of the plate includes a contact surface adapted to the outer surface of the plate, the contact surface of the apparatus being the outer surface of the plate. "Compatible with the outer surface of the plate", which is the surface of the device that contacts the surface, refers to the surface of the device deforming during compression so that its shape matches the shape of the outer surface of the plate. In one exemplary embodiment, the compression device refers to the human finger. In another exemplary embodiment, the compression device has a contact surface made of soft plastic or rubber.
自己保持(圧縮力を除去した後に最終の試料厚さを維持すること) CROFをプレスするいくつかの実施形態において、閉鎖構成で試料が変形した後、一部の圧縮力は除去され、かつ試料は、圧縮力が存在する時と同じ最終の試料厚さを保持する。このような状況は、「自己保持」と呼ばれる。自己保持の1つの理由は、プレート対の外側から挿入された圧縮力を除去した後、プレートの内表面の間に依然として他の力、例えば、毛管力が存在して、プレート対を一緒に保持することである。毛管力は、プレート上の試料の湿潤特性に起因する。 Self-Holding (Maintaining Final Sample Thickness After Removing Compressive Force) In some embodiments of pressing the CROF, some compressive force is removed after the sample is deformed in the closed configuration and the sample Retains the same final sample thickness as when compressive forces are present. This situation is called "self-holding". One reason for self-holding is that after removing the compressive force inserted from the outside of the plate pair, there are still other forces between the inner surfaces of the plates, such as capillary forces, to hold the plate pair together. It is to be. Capillary force is due to the wetting properties of the sample on the plate.
自己保持を有するために、プレートの表面の湿潤特性、試料とプレートとの全接触面積、閉鎖構成での最終の試料厚さ、又はそれらの組み合わせを制御する必要がある。 To have self-holding, it is necessary to control the wetting properties of the surface of the plate, the total contact area of the sample with the plate, the final sample thickness in the closed configuration, or a combination thereof.
自己保持を達成するためのいくつかの実施形態において、プレートの内表面の1つ又は2つは親水性である。すなわち、プレートの1つが親水性の内表面を有するか、又はプレートの2つが親水性の内表面を有するかのいずれかである。 In some embodiments for achieving self-retention, one or two of the inner surfaces of the plate is hydrophilic. That is, either one of the plates has a hydrophilic inner surface, or two of the plates have a hydrophilic inner surface.
毛管力は、液体表面の曲率半径に依存し、曲率が小さいほど、毛細管力が高くなる。2つのプレート(すなわち、プレート対)の間に小さい間隔、したがって試料厚さを使用することにより、小さい曲率を達成することができる。いくつかの実施形態において、自己保持を達成するための最終試料厚さは、10nm以下、100nm以下、100nm以下、500nm以下、1μm(マイクロメートル)以下、2μm以下、3μm以下、5μm以下、10μm以下、20μm以下、50μm以下、70μm以下、100μm以下、150μm以下、300μm以下、500μm以下、700μm以下、1000μm以下、1200μm以下、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 The capillary force depends on the radius of curvature of the liquid surface, and the smaller the curvature, the higher the capillary force. By using a small spacing between the two plates (ie plate pairs), and thus sample thickness, a small curvature can be achieved. In some embodiments, the final sample thickness to achieve self-holding is 10 nm or less, 100 nm or less, 100 nm or less, 500 nm or less, 1 μm (micrometer) or less, 2 μm or less, 3 μm or less, 5 μm or less, 10 μm or less. , 20 μm or less, 50 μm or less, 70 μm or less, 100 μm or less, 150 μm or less, 300 μm or less, 500 μm or less, 700 μm or less, 1000 μm or less, 1200 μm or less, or a range between any two of these values.
いくつかの実施形態において、自己保持用のプレートと接触する試料の面積は、最大10μm2、最大100μm2、最大200μm2、最大500μm2、最大1000μm2、最大2000μm2、最大5000μm2、最大8000μm2、最大0.01mm2、最大0.05mm2、最大0.1mm2、最大0.5mm2、最大1mm2、最大5mm2、最大10mm2、最大50mm2、最大100mm2、最大500mm2、最大1000mm2、最大2,000mm2、最大5,000mm2、最大10,000mm2、最大100,000mm2、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。 In some embodiments, the area of the sample in contact with the plate for self-holding the maximum 10 [mu] m 2, a maximum 100 [mu] m 2, a maximum 200 [mu] m 2, a maximum 500 [mu] m 2, the maximum 1000 .mu.m 2, up to 2000 .mu.m 2, up to 5000 .mu.m 2, maximum 8000μm 2 , maximum 0.01 mm 2 , maximum 0.05 mm 2 , maximum 0.1 mm 2 , maximum 0.5 mm 2 , maximum 1 mm 2 , maximum 5 mm 2 , maximum 10 mm 2 , maximum 50 mm 2 , maximum 100 mm 2 , maximum 500 mm 2 , A maximum of 1000 mm 2 , a maximum of 2,000 mm 2 , a maximum of 5,000 mm 2 , a maximum of 10,000 mm 2 , a maximum of 100,000 mm 2 , or a range between any two of these values.
いくつかの実施形態において、自己保持をよりよくするために、プレートの内表面のうちの1つ又は2つの湿潤特性は変更される。 In some embodiments, the wetting characteristics of one or two of the inner surfaces of the plate are modified to provide better self-holding.
HS.1 いくつかの実施形態において、CROFプロセスにおいて、装置を使用して圧縮力を挿入してプレートを閉鎖構成にし、閉鎖構成になると、装置による圧縮力は除去され、かつ試料厚さ及びプレートの内表面の間隔は、装置による圧縮力を除去する前にほぼ同じである。いくつかの実施形態において、前段落の方法は、プレート又はプレート間から信号を読み取るステップを含み、信号は、分析物、実体、標識、試料体積、物質(すなわち、化学物質)の濃度、又はそれらの任意の組み合わせに関連する信号を含むが、これらに限定されない。 HS. 1 In some embodiments, in a CROF process, an apparatus is used to insert a compressive force to bring the plate into a closed configuration, upon which the compressive force by the apparatus is removed and the sample thickness and plate The surface spacing is approximately the same before the compressive force by the device is removed. In some embodiments, the method of the preceding paragraph comprises reading a signal from the plate or between the plates, where the signal is the analyte, entity, label, sample volume, concentration of the substance (ie, chemical), or those , But is not limited to.
段落SH.1の方法では、装置は、人の手、機械的クリップ、機械プレス、機械的クランプ、機械的スライダ、機械的装置、電磁気装置、表面を転がるローラ、対向する2つのローラ、流体プレス、油圧装置又はそれらの任意の組み合わせである。 Paragraph SH. In one method, the device is a human hand, a mechanical clip, a mechanical press, a mechanical clamp, a mechanical slider, a mechanical device, an electromagnetic device, a surface rolling roller, two opposing rollers, a fluid press, a hydraulic device. Or any combination thereof.
段落SH.1の方法において、いくつかの実施形態において、「試料の厚さ及びプレートの内表面間隔は、装置による圧縮力を除去する前とほぼ同じである」は、圧縮力除去前後の試料厚さとプレート内表面間隔の相対差が0.001%以下、0.01%以下、0.1%以下、0.5%以下、1%以下、2%以下、5%以下、8%以下、10%以下、15%以下、20%以下、30%以下、40%以下、50%以下、60%以下、70%以下、80%以下、90%以下、99.9%以下であるか、又はこれらの任意の数値の間に範囲であることを指す。 Paragraph SH. In one method, in some embodiments, "the thickness of the sample and the inner surface spacing of the plate are about the same as before removal of the compressive force by the device" means that the sample thickness and plate before and after compressive force removal Relative difference of inner surface spacing is 0.001% or less, 0.01% or less, 0.1% or less, 0.5% or less, 1% or less, 2% or less, 5% or less, 8% or less, 10% or less , 15% or less, 20% or less, 30% or less, 40% or less, 50% or less, 60% or less, 70% or less, 80% or less, 90% or less, 99.9% or less, or any of these. Indicates that the range is between the numbers.
段落SH.1の方法では、いくつかの実施形態において、装置による圧縮力を除去した後の試料厚さとプレート内表面間隔が予め定められ、予め定められることは、所定の圧縮条件で圧縮力を加える前に、圧縮力を除去した後の厚さ及び間隔が既知であることを指す。 Paragraph SH. In one method, in some embodiments, the sample thickness after removal of the compressive force by the device and the inter-plate surface spacing are predetermined, which is determined before applying the compressive force under a predetermined compressive condition. , Indicates that the thickness and spacing after removal of the compressive force are known.
H1. 関連のある体積の試料の厚さを減少させかつ該減少された厚さを保持するための方法であって、
(a)関連のある体積の厚さが減少される試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な2つのプレートを取得するステップであって、前記プレートの1つ又は2つは、所定のスペーサ間の距離及び高さを有し、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含む、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、前記プレートの1つ又は2つに試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、プレートを閉鎖構成にするプレス装置を使用して前記試料を広げるステップであって、閉鎖構成では、プレートが互いに対向し、スペーサ及び関連のある体積の試料がプレートの間に位置し、関連のある体積の試料の厚さがプレート及びスペーサにより調節され、プレートの開放構成では、該厚さが試料の最も大きい厚さより薄く、少なくとも1つのスペーサが試料内に位置する、ステップ、並びに
(e)(d)の後、装置を解放し、プレス装置を解放した後、プレート間の間隔は、装置を適用する時と同じか又はほぼ同じであるように保持する、ステップ
を含み、
前記関連のある体積は、試料の全体積の少なくとも一部である、方法。
H1. A method for reducing the thickness of a sample of a relevant volume and retaining the reduced thickness,
(A) obtaining a sample in which the thickness of the relevant volume is reduced
(B) Obtaining two plates that are movable relative to each other in different configurations, wherein one or two of the plates have a predetermined spacer distance and height, respectively. Step, including a spacer fixed to the plate of
(C) depositing the sample on one or two of said plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the two configurations are such that the two plates are partially or completely separated and The spacing between is not adjusted by the spacer, is a step,
(D) after (c) the step of spreading the sample using a pressing device in a plate closed configuration, wherein the plates face each other and the spacers and associated volume of sample are applied to the plate. And the thickness of the relevant volume of the sample is adjusted by the plate and the spacer, in an open configuration of the plate, the thickness is less than the maximum thickness of the sample and at least one spacer is located in the sample. After steps, and (e)(d), after releasing the device and releasing the pressing device, the spacing between the plates is kept to be the same or about the same as when the device is applied, Including steps,
The method wherein the relevant volume is at least a portion of the total volume of the sample.
段落H1の方法において、プレート間の間隔とほぼ同じである割合は、最大1%、最大2%、最大5%、最大10%、最大20%、最大50%、最大60%、最大70%、最大80%、最大90%、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲である。
In the method of paragraph H1, the percentages that are about the same as the spacing between the plates are: max 1%,
例えば、CROFにおいて、人の手で2つのプレートを閉鎖位置まで圧縮し、その後に手及び手による圧縮力を除去するが、最終の試料厚さは、依然として手による圧縮力が存在する時に同じである。 For example, in CROF, a human hand compresses the two plates to a closed position and then removes the hand and hand compression forces, but the final sample thickness remains the same when hand compression force is still present. is there.
22 他の組み合わせ
本発明において、本開示の各実施形態(すなわち、全てのセクション)は、(a)単独で使用すること、(b)他の実施形態と組み合わせること、(c)複数回使用すること、及び(d)(a)〜(c)の任意の組み合わせにより使用することができる。
22 Other Combinations In the present invention, each embodiment of the present disclosure (ie, all sections) is (a) used alone, (b) combined with other embodiments, (c) used multiple times. And any combination of (d)(a) to (c).
本発明において開示された方法及び装置は、単独で又はそれらの任意の組み合わせで使用することができる。「QMAX」方法又は装置という用語は、本明細書に記載された実施形態の方法又は装置を指す。 The methods and devices disclosed in the present invention can be used alone or in any combination thereof. The term "QMAX" method or device refers to the method or device of the embodiments described herein.
いくつかの実施形態において、具体的には、セクション1及びセクション2に開示された発明に対してQを使用し、セクション3及びセクション5に開示された発明に対してAを使用し、セクション4及びセクション5に開示された発明に対してXを使用し、セクション6に開示された発明に対してMを使用する。したがって、セクション1、2、3及び5に開示される発明の方法及び装置は、Q、X、A、M、QX、QA、QM、XA、XM、AM、QXA、QAM、XAM、及びQXAMの形態で使用することができる。
In some embodiments, specifically, Q is used for the inventions disclosed in
a.第1のプレート表面は、既知の深さ及び体積の少なくとも1つのウェルを有し、該ウェルの底面は、試料中の標的実体を固定化することができる1つ以上の結合部位を有する、第1のプレートを有すること、
b.前記試料は前記標的実体を含み、標的実体は試料内で移動可能であり、試料の形状が変形可能であり、試料はウェルの一部のみを被覆する(したがって、ウェル深さよりも大きな厚さを有する)、ウェル体積とほぼ同じ試料をウェル内に付着させること、
c.カバープレートを有すること、
d.第1のプレートとカバープレートを互いに向かい合わせることにより、試料は第1のプレートと第2のプレートの内表面の間にあること、
e.第1のプレートと第2のプレートの内表面間の間隔を減少させることにより試料の厚さを減少させること、並びに
f.減少した試料厚さで試料を一定の時間でインキュベートすることを含むこと
を含む、表面固定化アッセイへのQ、X、A、及びMの適用のいくつかの実施形態。
a. The first plate surface has at least one well of known depth and volume, and the bottom surface of the well has one or more binding sites capable of immobilizing the target entity in the sample. Having one plate,
b. The sample comprises the target entity, the target entity is moveable within the sample, the shape of the sample is deformable, and the sample covers only a portion of the well (thus providing a thickness greater than the well depth). A), depositing a sample having a volume approximately the same as that of the well in the well,
c. Having a cover plate,
d. The sample is between the inner surfaces of the first plate and the second plate by facing the first plate and the cover plate to each other,
e. Reducing the thickness of the sample by reducing the distance between the inner surfaces of the first plate and the second plate, and f. Some embodiments of the application of Q, X, A, and M to a surface-immobilized assay, including incubating the sample at a reduced sample thickness for a period of time.
これらの方法の1つの変動は、1つ以上の上記ステップを96ウェルプレート又は他のプレートに適用することである。 One variation of these methods is to apply one or more of the above steps to a 96 well plate or other plate.
本発明のセクション1、2、3、5に開示された方法及び装置は、単独で又はそれらの任意の組み合わせで使用することができる。具体的には、セクション1及びセクション2に開示された発明に対してQを使用し、セクション3及びセクション5に開示された発明に対してAを使用し、セクション4及びセクション5に開示された発明に対してXを使用し、セクション6に開示された発明に対してMを使用する。したがって、セクション1、2、3及び5に開示される発明の方法及び装置は、Q、X、A、M、QX、QA、QM、XA、XM、AM、QXA、QAM、XAM、及びQXAMの形態で使用することができる。
The methods and devices disclosed in
a.第1のプレート表面は、既知の深さ及び体積の少なくとも1つのウェルを有し、該ウェルの底面は、試料中の標的実体を固定化することができる1つ以上の結合部位を有する、第1のプレートを有すること、
b.前記試料は前記標的実体を含み、標的実体は試料内で移動可能であり、試料の形状が変形可能であり、試料はウェルの一部のみを被覆する(したがって、ウェル深さよりも大きな厚さを有する)こと、
c.カバープレートを有する、ウェル体積とほぼ同じ試料をウェル内に付着させること、
d.第1のプレートとカバープレートを互いに向かい合わせることにより、試料は第1のプレートと第2のプレートの内表面の間にあること、
e.第1のプレートと第2のプレートの内表面間の間隔を減少させることにより試料の厚さを減少させること、並びに
f.減少した試料厚さで試料を一定の時間でインキュベートすることを含むこと
を含む、表面固定化アッセイへのQ、X、A、及びMの適用のいくつかの実施形態。
a. The first plate surface has at least one well of known depth and volume, and the bottom surface of the well has one or more binding sites capable of immobilizing the target entity in the sample. Having one plate,
b. The sample comprises the target entity, the target entity is moveable within the sample, the shape of the sample is deformable, and the sample covers only a portion of the well (thus providing a thickness greater than the well depth). Have),
c. Depositing a sample with approximately the same volume as the well having a cover plate into the well,
d. The sample is between the inner surfaces of the first plate and the second plate by facing the first plate and the cover plate to each other,
e. Reducing the thickness of the sample by reducing the distance between the inner surfaces of the first plate and the second plate, and f. Some embodiments of the application of Q, X, A, and M to a surface-immobilized assay, including incubating the sample at a reduced sample thickness for a period of time.
これらの方法の1つの変動は、1つ以上の上記ステップを96ウェルプレート又は他のプレートに適用することである。 One variation of these methods is to apply one or more of the above steps to a 96 well plate or other plate.
前記方法、装置、及びシステムのいくつかの実施形態は、試料体積量(Q)、試薬添加(A)及び/又はアッセイ加速(X)(対応する頭字語QA、QX、AX、及びQAXと呼ばれる)の1つ以上の特徴を組み合わせる。Q、A、X、QA、QX、AX、及びQAXの方法及び装置のいくつかの実験的実証を以下に説明する。 Some embodiments of the methods, devices, and systems described above include sample volume (Q), reagent addition (A) and/or assay acceleration (X) (corresponding acronyms QA, QX, AX, and QAX). ). Described below are some experimental demonstrations of Q, A, X, QA, QX, AX, and QAX methods and apparatus.
23 試薬
特に断らない限り、用語「試薬」とは、生物剤、生化学剤及び/又は化学薬品のうちの一種又は複数種を指す。例えば、試薬は、捕捉剤、検出剤、化学化合物、光標識、放射性標識、酵素、抗体、タンパク質、核酸、DNA、RNA、脂質、炭水化物、塩、金属、界面活性剤、溶媒又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。
23 Reagent Unless otherwise stated, the term “reagent” refers to one or more of biological agents, biochemical agents and/or chemical agents. For example, the reagent may be a capture agent, a detection agent, a chemical compound, a photolabel, a radioactive label, an enzyme, an antibody, a protein, a nucleic acid, a DNA, an RNA, a lipid, a carbohydrate, a salt, a metal, a surfactant, a solvent or any of them. Combinations can be included.
いくつかの実施形態において、プレート上の試薬は、液体、固体、分子蒸気、又はそれらの組み合わせの形態で存在してもよい。試薬の付着は、堆積、配置、印刷、スタンピング、液体分配、蒸発(熱蒸発、蒸気蒸発、ヒト呼吸)、化学気相成長、及び/又はスパッタリングを含むが、これらに限定されない。異なる試薬は、異なる位置に存在してもよい。試薬は、試薬の小さいドットで印刷されても及び/又は付着してもよい。 In some embodiments, the reagents on the plate may be present in the form of liquids, solids, molecular vapors, or a combination thereof. Reagent deposition includes, but is not limited to, deposition, placement, printing, stamping, liquid distribution, evaporation (thermal evaporation, vapor evaporation, human breathing), chemical vapor deposition, and/or sputtering. Different reagents may be in different locations. The reagent may be printed and/or attached with small dots of reagent.
いくつかの実施形態において、まず試薬を液体又は蒸気の形態でプレートに付着させ、その後にCROFプロセスの前に乾燥してプレート上の乾燥試薬にする。 In some embodiments, the reagents are first applied to the plate in liquid or vapor form and then dried prior to the CROF process to dry reagents on the plate.
試薬放出時間の制御 A方法は、試薬放出時間(すなわち、試薬が試料中でどのくらい速く溶解するかを計測する時間)を制御するステップをさらに含む。試薬の試薬放出時間を制御するいくつかの実施形態は、試薬の頂部に試薬放出に影響する試料中への一種又は複数種の「放出制御材料」を混合するか又は塗布するステップを含む。いくつかの態様においては、放出制御材料は、別の試薬であってもよい。例えば、AとBの2種類の試薬を有し、試薬Aは、試薬Bの上面に塗布され、一定の条件下で、試薬Aは、試薬Bの前に試料中に溶解する。 Controlling Reagent Release Time The Method A further comprises controlling the reagent release time (ie, the time taken to measure how fast the reagent dissolves in the sample). Some embodiments of controlling the reagent release time of a reagent include mixing or applying to the top of the reagent one or more "release controlling material" into the sample that affects the reagent release. In some embodiments, the controlled release material may be another reagent. For example, it has two kinds of reagents A and B, the reagent A is applied on the upper surface of the reagent B, and under certain conditions, the reagent A is dissolved in the sample before the reagent B.
また、第1のプレート及び第2のプレートの表面特性を使用して試薬放出を制御することができる。1つの例は、表面の湿潤特性を制御することである。多くの試薬において、疎水性表面が試薬に十分に結合するため、試薬は試料中に放出されるか又は放出されず(試薬層の厚さに依存する)、親水性表面が試薬に不十分に結合するため、試薬は試料中に迅速に放出される。 Also, the surface characteristics of the first plate and the second plate can be used to control reagent release. One example is to control the wetting properties of the surface. In many reagents, the hydrophobic surface binds well to the reagent so that the reagent is or is not released into the sample (depending on the thickness of the reagent layer) and the hydrophilic surface is insufficient for the reagent. Due to binding, the reagent is rapidly released into the sample.
本発明で使用される試薬は、アッセイに必要な任意の適切な試薬、例えば、標識又は非標識抗体、標識又は非標識核酸、親和性部分を含有してもしなくてもよい酵素等であってもよい。いくつかの実施形態において、上記のように、貯蔵された試薬は、分析物の存在について血液又は他の液体試料を検査するために設計されたアッセイ成分であってもよい。例えば、塩化物イオンは、以下の方法のいずれかによって計測することができ、かつこれらのアッセイ成分は貯蔵部位に存在することができる。比色法:塩化物イオンはチオシアン酸水銀からチオシアネートを置換する。遊離チオシアネートは、第二鉄イオンと反応して、測光法で計測された着色複合体−チオシアン酸第二鉄を形成する。電量測定法:銀電極間に一定の直流電流が流れることにより、塩化物イオンと反応して塩化銀を形成する銀イオンを生成する。全ての塩化物イオンが銀イオンと結合した後、遊離銀イオンは蓄積し、電極間の電流は増加し、反応の終点を示す。水銀法:塩化物イオンを水銀イオンの標準溶液で滴定し、HgCl2可溶性錯体を形成する。過剰の水銀イオンが指示色素のジフェニルカルバゾンに結合して青色を形成する時に、反応の終点は、比色的に検出される。同様に、マグネシウムと反応すると赤紫色に変色するカルマジトを使用して、マグネシウムを測色的に計測することができ、ホルマザン色素検査により、マグネシウムと反応するか、又はマグネシウムに結合して青色の錯体を形成するメチルチモールブルーを使用する時に、600nmで発光する。同様に、O−クレゾールフタレイン複合体とカルシウムが反応すると紫色を呈するO−クレゾールフタレインを使用して、比色法でカルシウムを検出することができる。同様に、ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC)によって触媒される反応において炭酸水素イオン(HCO3−)及びホスホエノールピルビン酸(PEP)がオキサロ酢酸及びリン酸に変換されるため、炭酸水素イオンを二色性で検査することができる。リンゴ酸デヒドロゲナーゼ(MD)は、還元ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)の付随した酸化を伴い、オキサロ酢酸のリンゴ酸への還元を触媒する。このNADHの酸化は、試料の炭酸水素イオンに比例して、380/410nmで二色性で計測した反応混合物の吸光度の減少をもたらす。血中尿素窒素は、ジアセチル又はフェアロンが尿素を含む黄色の色原体を生成し、かつ測光法又は尿素をアンモニア及び炭酸に変換する酵素ウレアーゼの複数回使用により定量することができるという比色試験で検出することができ、それは、例えばi)アンモニアがα−ケトグルタル酸と反応する時に340nmでの吸光度を減少させ、ii)尿素が加水分解される溶液の伝導率の増加率を計測することによりアッセイすることができる。同様に、クレアチニンは、試料をアルカリ性ピクリン酸塩溶液で処理して赤色錯体を得ることによって比色分析で計測することができる。さらに、クレアチンは、クレアチニンがクレアチニンイミノヒドロラーゼによって加水分解されるときに生成されたアンモニアを計測する非Jaffe反応を用いて計測することができる。グルコースは、濃度を推定するために血液を一定量のグルコースオキシダーゼに一定の時間暴露するアッセイにおいて計測することができる。特定の時間後に、余分な血液を除去し、かつ発色することを可能して、それによりグルコース濃度を推定することができる。例えば、グルコースオキシダーゼとグルコースは反応して新生酸素を形成し、それはヨウ化カリウムを(濾紙中)ヨウ素に変換して茶色を生じる。グリコシル化ヘモグロビンの濃度は、血液中のグルコースレベルの間接的な読み値とする。赤血球の溶血にクロマトグラフ分析を行うとき、ヘモグロビンA1a、A1b、及びA1cと名付けられた3つ以上の小さなピークは、主要ヘモグロビンAピークの前に溶出される。これらの「迅速」ヘモグロビンは、二段階反応におけるグルコースとヘモグロビンとの不可逆的結合によって形成される。ヘキソキナーゼは、グルコースがヘキソキナーゼ(HK)によりアデノシン三リン酸(ATP)及びマグネシウムイオンの存在下でリン酸化されて、グルコース−6−リン酸及びアデノシン二リン酸(ADP)を生成するアッセイにおいて計測することができる。グルコース−6−リン酸デヒドロゲナーゼ(G6P−DH)は、グルコース−6−リン酸をグルコン酸−6−リン酸に特異的に酸化し、同時にNAD+をNADHに還元する。340nmでの吸光度の増加は、試料中のグルコース濃度に比例する。HDL、LDL、トリグリセリドは、加水分解及びコレステロールの抽出後に、620nmでのLiebermann−Burchard試薬(無水酢酸、氷酢酸及び濃硫酸の混合試薬)による発色を含むAbell−Kendall方法を用いて計測することができる。蛍光分析を使用してトリグリセリド基準値を決定することができる。ヘパリン−塩化マンガンにより全血漿(LDL及びVLDL)におけるアポタンパク質B含有リポタンパク質を沈殿した後、血漿総コレステロールと同じ手法で血漿高密度リポタンパク質コレステロール(HDL−C)を計測する。これらの化合物は、また、コレステロールエステル及び遊離コレステロールの両方を定量する酵素駆動反応に基づくアッセイにおいて比色検出を行うことができる。コレステロールエステルは、コレステロールエステラーゼを介してコレステロールに加水分解され、その後にコレステロールオキシダーゼによってコレスタ−4−エン−3−オンと過酸化水素に酸化される。その後に特異性の高い比色プローブで過酸化水素を検出する。西洋ワサビペルオキシダーゼは、1:1の比で結合されるプローブと過酸化水素との反応を触媒する。試料は、コレステロール標準の既知の濃度と比較することができる。 The reagents used in the present invention may be any suitable reagents required for the assay, such as labeled or unlabeled antibodies, labeled or unlabeled nucleic acids, enzymes with or without affinity moieties, etc. Good. In some embodiments, as described above, the stored reagent may be an assay component designed to test a blood or other liquid sample for the presence of the analyte. For example, chloride ion can be measured by any of the following methods, and these assay components can be present at the storage site. Colorimetric method: Chloride ion displaces thiocyanate from mercury thiocyanate. Free thiocyanate reacts with ferric ion to form a photometrically measured colored complex-ferric thiocyanate. Coulometric method: A constant direct current flows between silver electrodes to generate silver ions that react with chloride ions to form silver chloride. After all chloride ions have combined with silver ions, free silver ions accumulate and the current between the electrodes increases, indicating the end of the reaction. Mercury method: Chloride ions are titrated with a standard solution of mercury ions to form HgCl2 soluble complexes. The end point of the reaction is detected colorimetrically when excess mercury ions bind to the indicator dye diphenylcarbazone to form a blue color. Similarly, calmagito, which turns reddish purple when reacted with magnesium, can be used to colorimetrically measure magnesium, and by a formazan dye test, it reacts with magnesium or binds to magnesium to form a blue complex. It emits at 600 nm when using methylthymol blue which forms Similarly, calcium can be detected by a colorimetric method using O-cresolphthalein which exhibits a purple color when the O-cresolphthalein complex reacts with calcium. Similarly, in the reaction catalyzed by phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC), bicarbonate (HCO 3 − ) and phosphoenolpyruvate (PEP) are converted to oxaloacetate and phosphate, so that the bicarbonate ion is dichromated. It can be tested by sex. Malate dehydrogenase (MD) catalyzes the reduction of oxaloacetate to malate, with the attendant oxidation of reduced nicotinamide adenine dinucleotide (NADH). This oxidation of NADH results in a decrease in the absorbance of the reaction mixture measured dichroically at 380/410 nm in proportion to the bicarbonate ion of the sample. Blood urea nitrogen is a colorimetric test in which diacetyl or ferrons produce a yellow chromogen containing urea and can be quantified photometrically or by multiple uses of urease, an enzyme that converts urea to ammonia and carbonic acid. Can be detected by, for example, i) decreasing the absorbance at 340 nm when ammonia reacts with α-ketoglutarate, and ii) measuring the rate of increase in conductivity of the solution in which urea is hydrolyzed. It can be assayed. Similarly, creatinine can be measured colorimetrically by treating a sample with an alkaline picrate solution to give a red complex. Further, creatine can be measured using a non-Jaffe reaction that measures the ammonia produced when creatinine is hydrolyzed by creatinine iminohydrolase. Glucose can be measured in an assay in which blood is exposed to an amount of glucose oxidase for a period of time to estimate its concentration. After a certain time, it is possible to remove excess blood and develop color, which allows the glucose concentration to be estimated. For example, glucose oxidase and glucose react to form neo-oxygen, which converts potassium iodide to iodine (in the filter paper) to produce a brown color. Glycosylated hemoglobin concentration is an indirect reading of glucose levels in the blood. When performing a chromatographic analysis on hemolysis of red blood cells, three or more small peaks, designated Hemoglobin A1a, A1b, and A1c, elute before the major Hemoglobin A peak. These "rapid" hemoglobins are formed by the irreversible binding of glucose and hemoglobin in a two-step reaction. Hexokinase is measured in an assay in which glucose is phosphorylated by hexokinase (HK) in the presence of adenosine triphosphate (ATP) and magnesium ions to produce glucose-6-phosphate and adenosine diphosphate (ADP). be able to. Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6P-DH) specifically oxidizes glucose-6-phosphate to gluconate-6-phosphate and simultaneously reduces NAD+ to NADH. The increase in absorbance at 340 nm is proportional to the glucose concentration in the sample. HDL, LDL, triglycerides can be measured using the Abell-Kendall method including color development with Liebermann-Burchard reagent (mixed reagent of acetic anhydride, glacial acetic acid and concentrated sulfuric acid) at 620 nm after hydrolysis and extraction of cholesterol. it can. Fluorescence analysis can be used to determine triglyceride baseline values. After precipitation of apoprotein B-containing lipoproteins in whole plasma (LDL and VLDL) with heparin-manganese chloride, plasma high density lipoprotein cholesterol (HDL-C) is measured in the same manner as plasma total cholesterol. These compounds are also capable of colorimetric detection in enzyme-driven reaction-based assays that quantitate both cholesterol esters and free cholesterol. Cholesterol esters are hydrolyzed to cholesterol via cholesterol esterase and then oxidized by cholesterol oxidase to cholesta-4-en-3-one and hydrogen peroxide. After that, hydrogen peroxide is detected with a highly specific colorimetric probe. Horseradish peroxidase catalyzes the reaction of hydrogen peroxide with the bound probe in a 1:1 ratio. The sample can be compared to known concentrations of cholesterol standards.
試薬の乾燥 いくつかの実施形態において、試薬付着ステップ(c)の後、試料付着ステップ(d)の前に、A−方法は、ステップ(c)で付着した試薬の一部又は全部を乾燥するステップをさらに含む。 Drying Reagents In some embodiments, after the reagent deposition step (c) and prior to the sample deposition step (d), the A-method dries some or all of the reagent deposited in step (c). The method further includes steps.
試薬の位置 試薬は、1つ又は2つのプレートに適用及び/又は配置することができる。試薬は、プレート上の貯蔵部位(位置)に存在してもよく、各貯蔵部位は一種又は複数種の試薬を含む。異なる貯蔵部位は異なる試薬、同じ試薬又は一種又は複数種の一般的な試薬を含むことができる。 Location of Reagents Reagents can be applied and/or placed on one or two plates. The reagents may be present at storage sites (locations) on the plate, each storage site containing one or more reagents. Different storage sites may contain different reagents, the same reagents or one or more common reagents.
添加された試薬の濃度を制御する。いくつかの実施形態において、前記方法は、貯蔵部位(すなわち、試薬を有する表面)上の試料の厚さを制御することにより、添加された試薬の濃度を制御するステップをさらに含むことができる。 Control the concentration of added reagent. In some embodiments, the method can further include controlling the concentration of the added reagent by controlling the thickness of the sample on the storage site (ie, the surface having the reagent).
24 用途、試料、及びより多くの生化学的/化学的バイオマーカー
本発明の用途は、(a)感染症及び寄生虫疾患、傷害、心臓血管疾患、癌、精神障害、神経精神障害、及び器質性疾患、例えば肺疾患、腎疾患などの特定の疾患の段階と相関する化合物又は生体分子の検出、精製、及び定量、(b)水、土壌などの環境、又は組織、体液などの生体試料からのウイルス、真菌及び細菌などの微生物の検出、精製、及び定量化、(c)食品安全性又は国家安全保障に危険をもたらす有害廃棄物、炭疽菌などの化学物質又は生体試料の検出、定量化、(d)グルコース、血液酸素レベル、全血球数などの医学又は生理学的モニタにおける重要なパラメータの定量化、(e)細胞、ウイルス、体液などの生体試料からの特異的DNA又はRNAの検出及び定量化、(f)ゲノム解析のための染色体及びミトコンドリア中のDNA中の遺伝子配列の配列決定及び比較、あるいは(g)例えば、医薬品の合成又は精製中の反応生成物の検出を含むが、これらに限定されない。
24 Uses, Samples, and More Biochemical/Chemical Biomarkers The uses of the present invention include (a) infectious and parasitic diseases, injuries, cardiovascular diseases, cancer, mental disorders, neuropsychiatric disorders, and organic matter. Detection, purification, and quantification of compounds or biomolecules that correlate with a specific disease stage such as sexual disease, for example, lung disease, renal disease, (b) environment such as water or soil, or biological sample such as tissue or body fluid , Purification and quantification of microorganisms such as viruses, fungi and bacteria, (c) detection and quantification of hazardous wastes that pose a risk to food safety or national security, chemical substances such as B. anthracis or biological samples , (D) quantification of important parameters in medical or physiological monitors such as glucose, blood oxygen level, complete blood count, (e) detection of specific DNA or RNA from biological samples such as cells, viruses, body fluids and Including quantification, (f) sequencing and comparison of gene sequences in DNA in chromosomes and mitochondria for genomic analysis, or (g) detection of reaction products during, for example, synthesis or purification of pharmaceuticals, Not limited to.
検出は、細胞、組織、体液、及び糞便などの様々な試料マトリックス中で実行することができる。対象となる体液は、羊水、房水、硝子体液、血液(例えば全血、分画血液、血漿、血清等)、母乳、脳脊髄液(CSF)、耳垢(耳あか)、乳糜、糜汁、内リンパ液、外リンパ液、糞便、胃酸、胃液、リンパ液、粘液(鼻汁及び粘液質を含む)、心膜液、腹膜液、胸膜液、膿液、粘膜分泌物、唾液、皮脂(皮膚の油)、精液、喀痰、汗、滑液、涙液、嘔吐物、尿及び呼気凝縮液を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、試料はヒト体液を含む。いくつかの実施形態において、試料は、細胞、組織、体液、糞便、羊水、房水、硝子体液、血液、全血、分画血液、血漿、血清、母乳、脳脊髄液、耳垢、乳糜、糜汁、内リンパ液、外リンパ液、糞便、胃酸、胃液、リンパ液、粘液、鼻汁、粘液質、心膜液、腹膜液、胸膜液、膿液、粘膜分泌物、唾液、皮脂、精液、喀痰、汗、滑液、涙液、嘔吐物、尿及び呼気凝縮液のうちの少なくとも1種を含む。 Detection can be performed in various sample matrices such as cells, tissues, body fluids, and feces. The target body fluids are amniotic fluid, aqueous humor, vitreous humor, blood (eg, whole blood, fractionated blood, plasma, serum, etc.), breast milk, cerebrospinal fluid (CSF), earwax, chyle, chyme, Endolymph, perilymph, feces, stomach acid, gastric juice, lymph, mucus (including nasal discharge and mucus), pericardial fluid, peritoneal fluid, pleural fluid, purulent fluid, mucous secretions, saliva, sebum (skin oil), semen , Sputum, sweat, synovial fluid, tears, vomiting, urine and exhaled breath condensate. In some embodiments, the sample comprises human body fluid. In some embodiments, the sample is cells, tissues, body fluids, feces, amniotic fluid, aqueous humor, vitreous humor, blood, whole blood, fractionated blood, plasma, serum, breast milk, cerebrospinal fluid, earwax, chyle, chyle. Juice, endolymph, perilymph, feces, gastric acid, gastric juice, lymph, mucus, nasal discharge, mucus, pericardial fluid, peritoneal fluid, pleural fluid, pus, mucous secretions, saliva, sebum, semen, sputum, sweat, lubrication Includes at least one of fluid, tears, vomiting, urine and exhaled breath condensate.
いくつかの実施形態において、試料は、生体試料、環境試料、生化学試料のうちの少なくとも1種である。 In some embodiments, the sample is at least one of a biological sample, environmental sample, biochemical sample.
用途、試料、及びより多くの生化学的/化学的バイオマーカー
本発明の装置、システム及び方法は、試料中の1つ以上の分析物の有無の決定及び/又は定量化が所望される様々な領域の異なる用途に使用される。例えば、本発明の方法は、タンパク質、ペプチド、核酸、合成化合物、無機化合物等の検出に使用される。上記様々な領域は、ヒト、獣医学、農業、食品、環境、薬物検査などを含むが、これらに限定されない。
Uses, Samples, and More Biochemical/Chemical Biomarkers The devices, systems and methods of the present invention provide a variety of different methods where it is desired to determine and/or quantify the presence or absence of one or more analytes in a sample. It is used in different areas. For example, the method of the present invention is used to detect proteins, peptides, nucleic acids, synthetic compounds, inorganic compounds and the like. The various areas include, but are not limited to, humans, veterinary medicine, agriculture, food, environment, drug testing, and the like.
特定の実施形態において、本発明の方法は、試料中の核酸、タンパク質、又は他の生体分子の検出に使用される。方法は、試料中の1組のバイオマーカー、例えば2つ以上の別個のタンパク質又は核酸のバイオマーカーの検出を含むことができる。例えば、方法は、生体試料中の2種類以上の疾患バイオマーカーの迅速な臨床的検出、例えば被験者の疾患状態の診断、又は被験者の疾患状態の進行中の管理又は治療等に使用されてもよい。上記のように、医師又は他のヘルスケア提供者との通信は、医師又は他のヘルスケア提供者が可能性のある懸念を知りかつ認識することをより確保し、したがって適切な処置を取る可能性がより高くなり得る。 In certain embodiments, the methods of the invention are used to detect nucleic acids, proteins, or other biomolecules in a sample. The method can include the detection of a set of biomarkers in the sample, eg, two or more distinct protein or nucleic acid biomarkers. For example, the method may be used for rapid clinical detection of two or more disease biomarkers in a biological sample, such as diagnosing a subject's disease state, or on-going management or treatment of the subject's disease state. . As noted above, communication with a physician or other healthcare provider will ensure that the physician or other healthcare provider is aware and aware of potential concerns, and thus may take appropriate action. Sex can be higher.
CROF装置を使用する本発明の装置、システム、及び方法の適用は、(a)感染症及び寄生虫疾患、傷害、心臓血管疾患、癌、精神障害、神経精神障害、及び器質性疾患、例えば肺疾患、腎疾患などの特定の疾患の段階と相関する化合物又は生体分子の検出、精製及び定量、(b)水、土壌などの環境、又は組織、体液などの生体試料からのウイルス、真菌及び細菌などの微生物の検出、精製、及び定量化、(c)食品安全性又は国家安全保障に危険をもたらす有害廃棄物、炭疽菌などの化学物質又は生体試料の検出、定量化、(d)グルコース、血液酸素レベル、全血球数などの医学又は生理学的モニタにおける重要なパラメータの定量化、(e)細胞、ウイルス、体液などの生体試料からの特異的DNA又はRNAの検出及び定量化、(f)ゲノム解析のための染色体及びミトコンドリア中のDNA中の遺伝子配列の配列決定及び比較、あるいは(g)例えば、医薬品の合成又は精製中の反応生成物の検出を含むが、これらに限定されない。本発明の装置、システム、及び方法のいくつかの具体的な適用を以下により詳細に説明する。 Applications of the devices, systems, and methods of the present invention using a CROF device include (a) infectious and parasitic diseases, injuries, cardiovascular diseases, cancer, mental disorders, neuropsychiatric disorders, and organic disorders such as lung. Detection, purification and quantification of compounds or biomolecules that correlate with specific disease stages such as diseases and renal diseases, (b) environment, such as water and soil, or viruses, fungi and bacteria from biological samples such as tissues and body fluids Detection, purification and quantification of microorganisms such as, (c) detection and quantification of hazardous wastes, chemical substances or biological samples such as B. anthracis, which pose a risk to food safety or national security, (d) glucose, Quantification of important parameters in medical or physiological monitors such as blood oxygen level, complete blood count, (e) detection and quantification of specific DNA or RNA from biological samples such as cells, viruses, body fluids, (f) This includes, but is not limited to, sequencing and comparison of gene sequences in DNA in chromosomes and mitochondria for genomic analysis, or (g) detection of reaction products during, for example, synthesis or purification of pharmaceuticals. Some specific applications of the device, system and method of the present invention are described in more detail below.
本発明の適用は、(a)感染症及び寄生虫疾患、傷害、心臓血管疾患、癌、精神障害、神経精神障害、及び器質性疾患、例えば肺疾患、腎疾患などの特定の疾患の段階と相関する化合物又は生体分子の検出、精製、及び定量、(b)水、土壌などの環境、又は組織、体液などの生体試料からのウイルス、真菌及び細菌などの微生物の検出、精製、及び定量化、(c)食品安全性又は国家安全保障に危険をもたらす有害廃棄物、炭疽菌などの化学物質又は生体試料の検出、定量化、(d)グルコース、血液酸素レベル、全血球数などの医学又は生理学的モニタにおける重要なパラメータの定量化、(e)細胞、ウイルス、体液などの生体試料からの特異的DNA又はRNAの検出及び定量化、(f)ゲノム解析のための染色体及びミトコンドリア中のDNA中の遺伝子配列の配列決定及び比較、あるいはは(g)例えば、医薬品の合成又は精製中の反応生成物の検出を含むが、これらに限定されない。 The application of the present invention applies to (a) specific disease stages such as infectious diseases and parasitic diseases, injuries, cardiovascular diseases, cancer, mental disorders, neuropsychiatric disorders, and organic diseases such as lung diseases and renal diseases. Detection, purification and quantification of correlative compounds or biomolecules, (b) Detection, purification and quantification of microorganisms such as viruses, fungi and bacteria from environment such as water, soil, or biological samples such as tissues and body fluids , (C) detection and quantification of hazardous wastes, chemical substances such as B. anthracis or biological samples that pose a risk to food safety or national security, (d) medicines such as glucose, blood oxygen level, and complete blood count, or Quantification of important parameters in physiological monitors, (e) detection and quantification of specific DNA or RNA from biological samples such as cells, viruses and body fluids, (f) DNA in chromosomes and mitochondria for genomic analysis Sequencing and comparison of gene sequences therein, or (g) including, but not limited to, detection of reaction products during synthesis or purification of pharmaceuticals, for example.
検出は、細胞、組織、体液、及び糞便などの様々な試料マトリックス中で実行することができる。対象となる体液は、羊水、房水、硝子体液、血液(例えば全血、分画血液、血漿、血清等)、母乳、脳脊髄液(CSF)、耳垢(耳あか)、乳糜、糜汁、内リンパ液、外リンパ液、糞便、胃酸、胃液、リンパ液、粘液(鼻汁及び粘液質を含む)、心膜液、腹膜液、胸膜液、膿液、炎粘膜分泌物、唾液、皮脂(皮膚の油)、精液、喀痰、汗、滑液、涙液、嘔吐物、尿及び呼気凝縮液を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、試料はヒト体液を含む。いくつかの実施形態において、試料は、細胞、組織、体液、糞便、羊水、房水、硝子体液、血液、全血、分画血液、血漿、血清、母乳、脳脊髄液、耳垢、乳糜、糜汁、内リンパ液、外リンパ液、糞便、胃酸、胃液、リンパ液、粘液、鼻汁、粘液質、心膜液、腹膜液、胸膜液、膿液、粘膜分泌物、唾液、皮脂、精液、喀痰、汗、滑液、涙液、嘔吐物、尿及び呼気凝縮液のうちの少なくとも1種を含む。 Detection can be performed in various sample matrices such as cells, tissues, body fluids, and feces. The target body fluids are amniotic fluid, aqueous humor, vitreous humor, blood (eg, whole blood, fractionated blood, plasma, serum, etc.), breast milk, cerebrospinal fluid (CSF), earwax, chyle, chyme, Endolymph, perilymph, feces, gastric acid, gastric juice, lymph, mucus (including nasal discharge and mucus), pericardial fluid, peritoneal fluid, pleural fluid, purulent fluid, mucous membrane secretion, saliva, sebum (skin oil), Includes but is not limited to semen, sputum, sweat, synovial fluid, tears, vomiting, urine and exhaled breath condensate. In some embodiments, the sample comprises human body fluid. In some embodiments, the sample is cells, tissues, body fluids, feces, amniotic fluid, aqueous humor, vitreous humor, blood, whole blood, fractionated blood, plasma, serum, breast milk, cerebrospinal fluid, earwax, chyle, chyle. Juice, endolymph, perilymph, feces, gastric acid, gastric juice, lymph, mucus, nasal discharge, mucus, pericardial fluid, peritoneal fluid, pleural fluid, pus, mucous secretions, saliva, sebum, semen, sputum, sweat, lubrication Includes at least one of fluid, tears, vomiting, urine and exhaled breath condensate.
いくつかの実施形態において、試料は、生体試料、環境試料、生化学試料のうちの少なくとも1種である。 In some embodiments, the sample is at least one of a biological sample, environmental sample, biochemical sample.
本発明の装置、システム、及び方法の実施は、a)試料を得ることと、b)捕捉剤への試料中の分析物の結合に適する条件下で、標的分析物に結合した捕捉剤を含むCROF装置に試料を適用することと、c)CROF装置を洗浄することと、d)CROF装置を読み取ることにより、試料中の分析物の量の計測結果を得ることとを含む。いくつかの実施形態において、分析物は、バイオマーカー、環境マーカー又は食品マーカーであってもよい。ある例において試料は液体試料であり、診断試料(例えば、唾液、血清、血液、喀痰、尿、汗、涙液、精液又は粘液)、河川、海洋、湖、雨、雪、下水、汚水処理排水、農業排水、工業排水、水道水、又は飲料水等から得られた環境試料、あるいは水道水、飲料水、加工調理済食品、調理済食品、又は未加工食品等から得られた食品試料であってもよい。 Implementations of the devices, systems, and methods of the present invention include a) a capture agent bound to a target analyte under conditions suitable for obtaining a sample and b) binding of the analyte in the sample to the capture agent. Applying the sample to the CROF device, c) cleaning the CROF device, and d) reading the CROF device to obtain a measurement of the amount of analyte in the sample. In some embodiments, the analyte may be a biomarker, environmental marker or food marker. In some examples, the sample is a liquid sample, a diagnostic sample (eg saliva, serum, blood, sputum, urine, sweat, tears, semen or mucus), river, ocean, lake, rain, snow, sewage, wastewater treatment wastewater. , An environmental sample obtained from agricultural wastewater, industrial wastewater, tap water, drinking water, etc., or a food sample obtained from tap water, drinking water, processed cooked food, cooked food, or unprocessed food, etc. You may.
任意の実施形態において、CROF装置は、マイクロ流体デバイスに配置されてもよく、ステップb)の適用は、CROF装置を含むマイクロ流体デバイスへの試料の適用を含むことができる。 In any embodiment, the CROF device may be located in a microfluidic device and the application of step b) may include application of the sample to the microfluidic device comprising the CROF device.
任意の実施形態において、読み取りステップd)は、CROF装置からの蛍光シグナル又は発光シグナルの検出を含むことができる。 In any embodiment, the reading step d) can include detection of fluorescent or luminescent signals from the CROF device.
任意の実施形態において、読み取りステップd)は、CROF装置を読み取るように構成されたハンドヘルドデバイスを使用して、CROF装置を読み取ることを含むことができる。ハンドヘルドデバイスは、スマートフォンのような携帯電話であってもよい。 In any embodiment, the reading step d) may include reading the CROF device using a handheld device configured to read the CROF device. The handheld device may be a mobile phone such as a smartphone.
任意の実施形態において、CROF装置は、CROF装置上の分析物−捕捉剤複合体に結合可能な標識剤を含むことができる。 In any of the embodiments, the CROF device can include a labeling agent capable of binding to the analyte-capture agent complex on the CROF device.
任意の実施形態において、本発明の装置、システム、及び方法は、ステップc)及びd)の間に、CROF装置上の分析物−捕捉剤複合体に結合した標識剤をCROF装置に適用するステップ、及びCROF装置を洗浄するステップをさらに含むことができる。 In any of the embodiments, the apparatus, system, and method of the invention comprise applying a labeling agent bound to the analyte-capture agent complex on the CROF device to the CROF device during steps c) and d). , And cleaning the CROF device.
任意の実施形態において、読み取りステップd)は、CROF装置の識別子を読み取ることを含むことができる。識別子は、光学バーコード、無線周波数IDタグ、又はそれらの組み合わせであってもよい。 In any embodiment, the reading step d) may include reading the identifier of the CROF device. The identifier may be an optical barcode, a radio frequency ID tag, or a combination thereof.
任意の実施形態において、本発明の装置、システム及び方法は、分析物に結合する捕捉剤を含む対照CROF装置に、既知の検出可能な量の分析物を含む対照試料を適用することと、対照CROF装置を読み取ることにより、試料中の既知の検出可能な量の分析物の対照計測値を得ることとをさらに含む。 In any embodiment, the devices, systems and methods of the present invention apply a control sample containing a known detectable amount of an analyte to a control CROF device that includes a capture agent that binds to the analyte. Reading the CROF instrument to obtain a control measurement of a known detectable amount of analyte in the sample.
任意の実施形態において、試料は、被験者から得られた診断試料であってもよく、分析物はバイオマーカーであってもよく、試料から計測した分析物の量は、病気又は病状を診断することができる。 In any embodiment, the sample may be a diagnostic sample obtained from the subject, the analyte may be a biomarker, and the amount of analyte measured from the sample is diagnostic of a disease or medical condition. You can
任意の実施形態において、本発明の装置、システム、及び方法は、バイオマーカーの計測量と、疾患又は病態を患うリスクがないか又は低い個体におけるバイオマーカーの測定値の範囲とを示すレポートを受信するか又は被験者に提供することをさらに含んでもよく、計測値の範囲に対するバイオマーカーの計測量は、疾患又は病態の診断である。 In any of the embodiments, the devices, systems, and methods of the present invention receive a report indicating a measure of biomarker and a range of biomarker measurements in individuals who are at or low risk of suffering from a disease or condition. Or further providing to a subject, the measured amount of biomarker over a range of measured values is a diagnosis of a disease or condition.
任意の実施形態において、本発明の装置、システム、及び方法は、試料中のバイオマーカーの計測量を含む情報に基づいて被験者を診断することをさらに含む。場合によっては、診断ステップは、バイオマーカーの計測量を含むデータを遠隔地に送信し、遠隔地から計測量を含む情報に基づいて診断を受信することを含む。 In any of the embodiments, the devices, systems, and methods of the invention further comprise diagnosing the subject based on information that includes a measured amount of biomarker in the sample. In some cases, the diagnosing step includes transmitting data that includes the biomarker metric to a remote location and receiving a diagnosis from the remote location based on the information that includes the metric.
任意の実施形態において、バイオマーカーは、表B1、B2、B3、又はB7から選択されてもよい。いくつかの例において、バイオマーカーは、表B1、B2又はB3から選択されたタンパク質である。いくつかの例において、バイオマーカーは、表B2、B3又はB7から選択された核酸である。いくつかの例において、バイオマーカーは、表B2から選択された感染性因子由来のバイオマーカーである。いくつかの例において、バイオマーカーは、表B7から選択されたマイクロRNA(miRNA)である。 In any embodiment, the biomarker may be selected from Table B1, B2, B3, or B7. In some examples, the biomarker is a protein selected from Table B1, B2 or B3. In some examples, the biomarker is a nucleic acid selected from Table B2, B3 or B7. In some examples, the biomarker is a biomarker from an infectious agent selected from Table B2. In some examples, the biomarker is a microRNA (miRNA) selected from Table B7.
任意の実施形態において、適用ステップb)は、試料からmiRNAを単離して、単離したmiRNA試料を生成し、かつ単離したmiRNA試料をディスク・カップルド・ドット・オン・ピラー・アンテナ(CROF装置)アレイに適用することを含む。 In an optional embodiment, the applying step b) isolates the miRNA from the sample to produce an isolated miRNA sample and treats the isolated miRNA sample with a disk coupled dot-on-pillar antenna (CROF). Device) including applying to an array.
任意の実施形態において、CROF装置は、表1、2、3、及び/又は7から選択されたバイオマーカーに結合する複数種の捕捉剤を含み、読み取りステップd)は、疾患又は病態を診断できる試料中の複数のバイオマーカーの計測量を得ることを含む。 In any of the embodiments, the CROF device comprises multiple capture agents that bind to a biomarker selected from Tables 1, 2, 3, and/or 7, and the reading step d) can diagnose a disease or condition. Includes obtaining a measured amount of multiple biomarkers in the sample.
任意の実施形態において、捕捉剤は抗体エピトープであってもよく、バイオマーカーは該抗体エピトープに結合する抗体であってもよい。いくつかの実施形態において、抗体エピトープは、表B4、B5、又はB6から選択された生体分子又はその断片を含む。いくつかの実施形態において、抗体エピトープは、表5から選択されたアレルゲン又はその断片を含む。いくつかの実施形態において、抗体エピトープは、表6から選択された感染性因子由来の生体分子又はその断片を含む。 In any embodiment, the capture agent can be an antibody epitope and the biomarker can be an antibody that binds to the antibody epitope. In some embodiments, the antibody epitope comprises a biomolecule selected from Table B4, B5, or B6 or a fragment thereof. In some embodiments, the antibody epitope comprises an allergen selected from Table 5 or a fragment thereof. In some embodiments, the antibody epitope comprises a biomolecule or fragment thereof from an infectious agent selected from Table 6.
任意の実施形態において、CROF装置は、表B4、B5、及び/又はB6から選択された複数の抗体エピトープを含み、読み取りステップd)は、疾患又は病態を診断できる試料中の複数のエピトープ結合抗体の計測量を得ることを含む。 In any embodiments, the CROF device comprises a plurality of antibody epitopes selected from Tables B4, B5, and/or B6, and the reading step d) comprises a plurality of epitope-binding antibodies in a sample that can diagnose a disease or condition. Including obtaining the measured amount of.
任意の実施形態において、試料は環境試料であってもよく、分析物は環境マーカーであってもよい。いくつかの実施形態において、環境マーカーは表B8から選択される。 In any embodiment, the sample may be an environmental sample and the analyte may be an environmental marker. In some embodiments, environmental markers are selected from Table B8.
任意の実施形態において、前記方法は、試料が得られた環境に曝される被験者の安全性又は有害性を示すレポートを受信するか又は提供することを含む。 In any embodiment, the method comprises receiving or providing a report indicating the safety or harm of a subject exposed to the environment in which the sample was obtained.
任意の実施形態において、前記方法は、環境マーカーの計測量を含むデータを遠隔地に送信することと、試料が得られた環境に曝される被験者の安全性又は有害性を示すレポートを受信することとを含む。 In any of the embodiments, the method transmits data including a measured amount of environmental markers to a remote location and receives a report indicating the safety or harm of a subject exposed to the environment in which the sample was obtained. Including that.
任意の実施形態において、CROF装置は、表B8から選択された環境マーカーに結合する複数種の捕捉剤を含み、読み取りステップd)は、試料中の複数の環境マーカーの計測量を得ることを含む。 In any embodiments, the CROF device comprises a plurality of capture agents that bind to environmental markers selected from Table B8 and the reading step d) comprises obtaining a measured amount of a plurality of environmental markers in the sample. ..
任意の実施形態において、試料は食品試料であってもよく、分析物は食品マーカーであってもよく、試料中の食品マーカーの量は消費のための食品の安全性と相関する。いくつかの実施形態において、食品マーカーは表B9から選択される。 In any embodiment, the sample may be a food sample, the analyte may be a food marker, and the amount of food marker in the sample correlates with food safety for consumption. In some embodiments, the food marker is selected from Table B9.
任意の実施形態において、前記方法は、試料が得られた食品を消費する被験者の安全性又は有害性を示すレポートを受信するか又は提供することを含む。 In any embodiment, the method comprises receiving or providing a report indicating the safety or harm of a subject consuming the food from which the sample was obtained.
任意の実施形態において、前記方法は、食品マーカーの計測量を含むデータを遠隔地に送信することと、試料が得られた食品を消費する被験者の安全性又は有害性を示すレポートを受信することとを含む。 In any of the embodiments, the method comprises transmitting data including a measured amount of food markers to a remote location and receiving a report indicating the safety or harm of a subject consuming the food from which the sample was obtained. Including and
任意の実施形態において、CROF装置アレイは、表B9から選択された食品マーカーに結合する複数種の捕捉剤を含み、取得は、試料中の複数の食品マーカーの計測量を得ることを含み、試料中の複数の食品マーカーの計測量は消費のための食品の安全性と相関する。 In any of the embodiments, the CROF device array comprises a plurality of capture agents that bind to a food marker selected from Table B9, and obtaining comprises obtaining a measured amount of the plurality of food markers in the sample. Measured quantities of multiple food markers in correlate with food safety for consumption.
本明細書は、本発明の装置、システム及び方法を実施するためのキットをさらに提供する。 The specification further provides kits for practicing the devices, systems and methods of the invention.
任意の体積の試料をCROF装置に適用することができる。体積の例は、約10mL以下、5mL以下、3mL以下、1マイクロリットル(μL、ここで「uL」とも呼ばれる)以下、500μL以下、300μL以下、250μL以下、200μL以下、170μL以下、150μL以下、125μL以下、100μL以下、75μL以下、50μL以下、25μL以下、20μL以下、15μL以下、10μL以下、5μL以下、3μL以下、1μL以下、0.5μL以下、0.1μL以下、0.05μL以下、0.001μL以下、0.0005μL以下、0.0001μL以下、10pL以下、1pL以下、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲を含むが、これらに限定されない。 Any volume of sample can be applied to the CROF device. Examples of volumes are about 10 mL or less, 5 mL or less, 3 mL or less, 1 microliter (μL, also referred to as “uL”) or less, 500 μL or less, 300 μL or less, 250 μL or less, 200 μL or less, 170 μL or less, 150 μL or less, 125 μL Hereinafter, 100 μL or less, 75 μL or less, 50 μL or less, 25 μL or less, 20 μL or less, 15 μL or less, 10 μL or less, 5 μL or less, 1 μL or less, 0.5 μL or less, 0.1 μL or less, 0.05 μL or less, 0.001 μL Hereinafter, examples include, but are not limited to, 0.0005 μL or less, 0.0001 μL or less, 10 pL or less, 1 pL or less, or a range between any two of these values.
好ましい実施形態において、CROF装置に適用される試料の体積及びそれらの変動値は、約100μL以下、75μL以下、50μL以下、25μL以下、20μL以下、15μL以下、10μL以下、5μL以下、3μL以下、1μL以下、0.5μL以下、0.1μL以下、0.05μL以下、0.001μL以下、0.0005μL以下、0.0001μL以下、10pL以下、1pL以下、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲を含むが、これらに限定されない。 In a preferred embodiment, the volume of the sample applied to the CROF device and their fluctuation values are about 100 μL or less, 75 μL or less, 50 μL or less, 25 μL or less, 20 μL or less, 15 μL or less, 10 μL or less, 5 μL or less, 3 μL or less, 1 μL. Hereinafter, 0.5 μL or less, 0.1 μL or less, 0.05 μL or less, 0.001 μL or less, 0.0005 μL or less, 0.0001 μL or less, 10 pL or less, 1 pL or less, or a range between any two of these values. But is not limited to.
別の好ましい実施形態において、CROF装置に適用される試料の体積及びそれらの変動値は、約10μL以下、5μL以下、3μL以下、1μL以下、0.5μL以下、0.1μL以下、0.05μL以下、0.001μL以下、0.0005μL以下、0.0001μL以下、10pL以下、1pL以下、又はこれらの値のいずれか2つの間の範囲を含むが、これらに限定されない。 In another preferred embodiment, the volume of the sample applied to the CROF device and their variation values are about 10 μL or less, 5 μL or less, 3 μL or less, 1 μL or less, 0.5 μL or less, 0.1 μL or less, 0.05 μL or less. , 0.001 μL or less, 0.0005 μL or less, 0.0001 μL or less, 10 pL or less, 1 pL or less, or a range between any two of these values, but is not limited thereto.
試料の量は約1滴の試料であってもよい。試料の量は、刺された指又は指先から採取した量であってもよい。試料の量は、マイクロニードル又は静脈ドローから採取した量であってもよい。 The sample volume may be about 1 drop of sample. The amount of sample may be the amount taken from the pricked finger or fingertip. The amount of sample may be the amount taken from a microneedle or intravenous draw.
試料源から得た後、試料をさらに処理せずに使用してもよいか、或いは処理して、対象となる分析物の濃縮、大きな粒子状物質の除去、固体試料の溶解又は再懸濁等を達成してもよい。 Once obtained from the sample source, the sample may be used without further processing or may be processed to concentrate the analytes of interest, remove large particulates, dissolve or resuspend solid samples, etc. May be achieved.
任意の適切な方法で試料をCROF装置に適用することができる。適切な方法は、ピペット、滴下器、注射器等を使用することを含む。特定の実施形態において、CROF装置がディップスティック形式の支持具に配置される場合、以下に説明するように、ディップスティックの試料受容領域を試料に浸漬することにより、試料をCROF装置に適用することができる。 The sample can be applied to the CROF device in any suitable manner. Suitable methods include using pipettes, droppers, syringes and the like. In certain embodiments, when the CROF device is placed on a dipstick type support, applying the sample to the CROF device by immersing the sample receiving area of the dipstick in the sample, as described below. You can
試料は一回で採取されてもよいか、或いは複数回で採取されてもよい。経時的に採取された試料は、(本明細書に記載されるように、CROF装置に適用し、かつ試料中の分析物の計測量を得ることにより)集約及び/又は個別に処理されてもよい。いくつかの例において、経時的に得られた計測結果は集約されてもよく、またスクリーニング、診断、治療、及び/又は疾患予防を促進するために、縦断的解析に経時的に使用されてもよい。 The sample may be taken once or multiple times. Samples taken over time may also be aggregated and/or processed individually (by applying to a CROF device and obtaining a measured amount of analyte in the sample, as described herein). Good. In some instances, the measurement results obtained over time may be aggregated and may be used over time for longitudinal analysis to facilitate screening, diagnosis, treatment, and/or disease prevention. Good.
上記のように、任意の便利な方法でCROF装置を洗浄して、結合していない試料成分を除去することができる。特定の実施形態において、結合緩衝液を使用してCROF装置の表面を洗浄して、結合していない試料成分を除去する。 As mentioned above, the CROF device can be washed in any convenient manner to remove unbound sample components. In certain embodiments, the binding buffer is used to wash the surface of the CROF device to remove unbound sample components.
分析物の検出可能な標識は、任意の便利な方法で完了することができる。分析物は、直接的又は間接的に標識されてもよい。直接標識において、試料をCROF装置に適用する前に試料中の分析物を標識する。間接標識において、以下に説明するように、試料をCROF装置に適用した後、標識されない試料中の分析物を標識して、標識されない分析物を得る。 Detectable labeling of the analyte can be accomplished in any convenient way. The analyte may be labeled directly or indirectly. In direct labeling, the analyte in the sample is labeled before applying the sample to the CROF instrument. In indirect labeling, after applying the sample to the CROF instrument, as described below, the analyte in the unlabeled sample is labeled to obtain the unlabeled analyte.
データ処理
特定の実施形態において、本発明の装置は、CROF装置を読み取って取得されたデータを処理するように構成される。該装置は、本発明の方法におけるデータを処理するために、任意の適切な方式で構成されてもよい。特定の実施形態において、該装置は、データ格納及び/又はデータ処理用の命令の格納及び/又はデータベース格納用メモリ位置を有する。データは、任意の適切なフォーマットでメモリに格納することができる。
Data Processing In certain embodiments, the apparatus of the present invention is configured to read a CROF device and process the acquired data. The device may be configured in any suitable manner to process the data in the method of the invention. In a particular embodiment, the device comprises a memory location for storage of instructions for data storage and/or data processing and/or for database storage. The data can be stored in memory in any suitable format.
特定の実施形態において、該装置は、データを処理するためのプロセッサを有する。特定の実施形態において、データを処理するための命令は、プロセッサに格納されてもよいか、或いは別個のメモリ位置に格納されてもよい。いくつかの実施形態において、該装置は、処理を実装するためのソフトウェアを含むことができる。 In a particular embodiment, the device comprises a processor for processing the data. In particular embodiments, the instructions for processing the data may be stored in the processor or may be stored in a separate memory location. In some embodiments, the device can include software for implementing the process.
特定の実施形態において、CROF装置から取得されたデータを処理するように構成された装置は、処理を実行するソフトウェア実装方法を含む。ソフトウェア実装方法は、画像取得アルゴリズム、画像処理アルゴリズム、ユーザと計算装置との間の相互作用を容易にし、データ収集、送信及び分析、通信プロトコルのための手段として機能するユーザインタフェース方法、及びデータ処理アルゴリズムのうちの1つ以上を含むことができる。特定の実施形態において、画像処理アルゴリズムは、粒子数、LUT(ルックアップテーブル)フィルタ、粒子フィルタ、パターン認識、形態学的決定、ヒストグラム、ラインプロファイル、地形表現、2進数換算、又はカラーマッチングプロファイルのうちの1つ以上を含む。 In a particular embodiment, a device configured to process data obtained from a CROF device includes a software implemented method of performing the process. Software implementation methods include image acquisition algorithms, image processing algorithms, user interface methods that facilitate interactions between users and computing devices, and act as means for data collection, transmission and analysis, communication protocols, and data processing. It may include one or more of the algorithms. In a particular embodiment, the image processing algorithm is configured for particle count, LUT (look-up table) filter, particle filter, pattern recognition, morphological determination, histogram, line profile, terrain representation, binary conversion, or color matching profile. Including one or more of them.
特定の実施形態において、該装置は、表示ページが装置のメモリに常駐するソフトウェアによって解釈される時に、ビデオディスプレイ又はタッチスクリーンディスプレイで情報を表示するように構成される。本明細書で説明する表示ページは、例えば、ハイパーテキストマークアップ言語(「HTML」)、ダイナミックハイパーテキストマークアップ言語(「DHTML」)、拡張可能ハイパーテキストマークアップ言語(「XHTML」)、拡張可能マークアップ言語(「XML」)、又はユーザによって知覚可能な方法でビデオ又は他のディスプレイに表示可能なコンピュータファイルを作成するように使用されてもよい別のソフトウェア言語などの任意の適切なソフトウェア言語を使用して作成することができる。論理、コード、データ、命令を有する任意のコンピュータ可読媒体を使用して、任意のソフトウェア又はステップ又は方法を実施することができる。ネットワークがインターネットを含む場合、表示ページは、適切なタイプのウェブページを含むことができる。 In certain embodiments, the device is configured to display information on a video display or a touch screen display when the display page is interpreted by software resident in the device's memory. The display pages described herein are, for example, hypertext markup language ("HTML"), dynamic hypertext markup language ("DHTML"), extensible hypertext markup language ("XHTML"), extensible. Any suitable software language, such as Markup Language (“XML”), or another software language that may be used to create computer files that can be displayed on a video or other display in a manner perceptible by a user. Can be created using. Any software readable medium having logic, code, data, instructions may be used to implement any software or step or method. If the network includes the Internet, the display page may include any suitable type of web page.
本発明に係る表示ページは、例えば、VBScriptルーチン、JScriptルーチン、JavaScriptルーチン、Javaアプレット、ActiveXコンポーネント、ASP.NET、AJAX、Flashアプレット、Silverlightアプレット、又はAIRルーチンのようなメモリ装置に格納されたソフトウェアプログラムを含む組み込み機能を含むことができる。 The display page according to the present invention may be, for example, a VBSscript routine, a JScript routine, a Javascript routine, a Java applet, an ActiveX component, an ASP. It may include built-in functionality including software programs stored in a memory device such as NET, AJAX, Flash applets, Silverlight applets, or AIR routines.
表示ページは、例えば、フレーム、ウィンドウ、スクロールバー、ボタン、アイコン、及びハイパーリンクなどのグラフィカルユーザインタフェース技術の周知の特徴と、「クリック」インタフェース又はタッチスクリーンインタフェースのような周知の特徴とを含む。グラフィカルユーザインタフェースボタン、アイコン、メニューオプション、又はハイパーリンクをポイントしてクリックすることは、ボタン、オプション、又はハイパーリンクを「選択」することとしても知られている。本発明に係る表示ページは、マルチメディア機能、マルチタッチ、ピクセルセンス、IR LEDベースの表面、カメラの有無にかかわらず視覚に基づく相互作用を組み込むことができる。 The display page includes well-known features of graphical user interface technologies such as frames, windows, scroll bars, buttons, icons, and hyperlinks, and well-known features such as "click" or touch screen interfaces. Pointing and clicking on a graphical user interface button, icon, menu option, or hyperlink is also known as "selecting" a button, option, or hyperlink. The display page according to the present invention can incorporate multimedia features, multi-touch, pixel sensing, IR LED-based surfaces, vision-based interaction with or without a camera.
ユーザインタフェースは、ビデオディスプレイ及び/又は表示ページに表示されてもよい。ユーザインタフェースは、以下にさらに説明するように、試料に関する分析データに基づいて生成されたレポートを表示することができる。 The user interface may be displayed on a video display and/or display page. The user interface can display a report generated based on the analytical data for the sample, as described further below.
プロセッサは、任意の適切な方式で本発明の方法に使用されるデータを処理するように構成することができる。データは、例えば、ビニングされたデータ、変換されたデータ(例えば、フーリエ変換によって周波数領域に変換された時間領域データ)に処理されるか、又は他のデータと組み合わされて処理される。該処理は、データを所望の形式にすることができ、データのフォーマットを変更することを含むことができる。処理は、試料からのシグナルの検出、試料を検査するために使用された装置又は試薬に特有の数学的操作又は補正及び/又は較正に基づく生データの補正、濃度値などの値の計算、(ベースライン、閾値、標準曲線、履歴データ又は他のセンサからのデータなどとの)比較、検査が正確であるか否かの決定、(正常範囲又は許容範囲を上回るか又は下回るか、又は異常状態を示すなどの)異常値であるか又は懸念の原因となり得る値又は結果の強調表示、あるいは異常条件の存在を共に示すことができる結果の組み合わせ、カーブフィッティング、数学的又は他の分析的推論(演繹的、誘導的、ベイジアン、又は他の推論を含む)の基礎としてのデータの使用、及び他の適切な処理形式を含むことができる。特定の実施形態において、処理は、処理されたデータを装置に格納されたデータベースと比較して、被験者によって実行される一連の動作のための命令を検索することを含むことができる。 The processor may be configured to process the data used in the method of the present invention in any suitable manner. The data is processed into, for example, binned data, transformed data (eg, time domain data transformed into the frequency domain by a Fourier transform), or in combination with other data. The processing can put the data into a desired format and can include changing the format of the data. The processing may include detection of signals from a sample, correction of raw data based on mathematical manipulations or corrections and/or calibrations specific to the device or reagents used to test the sample, calculation of values such as concentration values, ( Comparison with baselines, thresholds, standard curves, historical data or data from other sensors, etc., determination of whether the test is accurate, above or below normal or acceptable ranges, or abnormal conditions Highlighting of values or results that are outliers or that may cause concern, or a combination of results that can also indicate the presence of an abnormal condition, curve fitting, mathematical or other analytical inference ( Use of the data as a basis for (including deductive, inductive, Bayesian, or other inference), and other suitable forms of processing. In certain embodiments, the processing can include comparing the processed data to a database stored on the device to retrieve instructions for a sequence of actions performed by the subject.
特定の実施形態において、装置は、入力データをメモリに格納されたデータベースと比較することにより入力データを処理して、被験者によって実行される一連の動作のための命令を検索するように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、データベースは、対象となる分析物の閾値を含む、格納された情報を含むことができる。閾値は、1つ以上の分析物の存在又は濃度を決定するために使用されてもよい。閾値は、アラートが有用である状況を検出するために使用されてもよい。データ格納ユニットは、試料に関するレポートの生成に有用な記録又は他の情報を含むことができる。 In certain embodiments, the device is configured to process the input data by comparing the input data with a database stored in memory to retrieve instructions for a sequence of actions performed by the subject. Good. In some embodiments, the database can include stored information, including thresholds for analytes of interest. The threshold may be used to determine the presence or concentration of one or more analytes. Thresholds may be used to detect situations where alerts are useful. The data storage unit may include records or other information useful in generating a report on the sample.
特定の実施形態において、装置は、CROF装置からのデータを受信するように構成されてもよい。したがって、場合によっては、装置は、被験者によって提供された試料に関連しないが診断に関連するデータを受信するように構成されてもよい。これらのデータは、年齢、性別、身長、体重、個人、及び/又は家族の病歴などを含むが、それらに限定されない。特定の実施形態において、該装置は、CROF装置に適用された試料から導出されるか、又は該試料から独立するデータを処理するように構成される。 In certain embodiments, the device may be configured to receive data from the CROF device. Thus, in some cases, the device may be configured to receive data not related to the sample provided by the subject, but relevant to the diagnosis. These data include, but are not limited to, age, sex, height, weight, individual and/or family medical history, and the like. In certain embodiments, the device is configured to process data derived from or independent of the sample applied to the CROF device.
ネットワーク
特定の実施形態において、装置は、ローカルエリアネットワーク(LAN)などのネットワーク、インターネットなどの広域ネットワーク(WAN)、パーソナルエリアネットワーク、電話ネットワークなどの電気通信ネットワーク、携帯電話ネットワーク、移動ネットワーク、無線ネットワーク、データ提供ネットワーク、又は任意の他の種類のネットワークを介して通信するように構成されてもよい。特定の実施形態において、装置は、ブルートゥース又はRTM技術などの無線技術を利用するように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、装置は、モデムを使用するダイヤルアップ有線接続、TI、統合サービスデジタルネットワーク(ISDN)又はケーブル回線などの直接リンクのような様々な通信方法を利用するように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、無線接続は、セルラー、サテライト、又はページャーネットワーク、(汎用パケット無線サービス)GPRS、又はLAN上のイーサネット又はトークンリングなどのローカルデータ転送システムのような例示的な無線ネットワークを使用することができる。いくつかの実施形態において、該装置は、赤外線通信コンポーネントを使用して無線通信することができる。
Network In certain embodiments, the device is a network such as a local area network (LAN), a wide area network (WAN) such as the Internet, a personal area network, a telecommunication network such as a telephone network, a mobile phone network, a mobile network, a wireless network. , A data providing network, or any other type of network. In particular embodiments, the device may be configured to utilize a wireless technology such as Bluetooth or RTM technology. In some embodiments, the device is configured to utilize various communication methods such as dial-up wired connection using a modem, TI, integrated services digital network (ISDN) or direct link such as a cable line. Good. In some embodiments, the wireless connection is an exemplary wireless network such as a cellular, satellite, or pager network, (General Packet Radio Service) GPRS, or a local data transfer system such as Ethernet or Token Ring on a LAN. Can be used. In some embodiments, the device is capable of wireless communication using infrared communication components.
特定の実施形態において、該装置は、ネットワークを介してサーバから送信され、メモリに記憶されたコンピュータファイルを受信するように構成される。装置は、装置の永続的なメモリ又は一時的なメモリに記憶される命令、ロジック、データ、又はコードを含むことができる有形のコンピュータ可読媒体を受信してもよいか、又は装置により動作に影響を及ぼすか、又は動作を開始してもよい。1つ以上の装置は、他のコンピュータファイルへのアクセスを提供できるコンピュータファイル又はリンクと通信することができる。 In a particular embodiment, the device is configured to receive a computer file transmitted from a server over a network and stored in memory. A device may receive a tangible computer-readable medium, which may include instructions, logic, data, or code stored in permanent or temporary memory of the device, or affect operation by the device. May be initiated or an action may be initiated. One or more devices can communicate with computer files or links that can provide access to other computer files.
いくつかの実施形態において、装置は、パーソナルコンピュータ、サーバ、ラップトップコンピュータ、モバイル装置、タブレット、携帯電話、移動電話、衛星電話、スマートフォン(例えば、iPhone、Android、Blackberry、Palm、Symbian、Windows)、パーソナルデジタルアシスタント、ブルートゥース装置、ページャ、固定電話、又は他のネットワーク装置である。このような装置は、通信可能な装置であってもよい。本明細書で使用される「携帯電話」という用語は、セルラネットワークで動作することができる電話ハンドセット、セッション開始プロトコル(SIP)のようなボイスオーバーIP(VoIP)ネットワーク、又は802.11xプロトコルを使用する無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)、又はそれらの任意の組み合わせを指す。特定の実施形態において、該装置は、消費者の財布及び/又はポケット(例えば、ポケットサイズ)に適合することができるように、手持ち式及びコンパクトである。 In some embodiments, the device is a personal computer, server, laptop computer, mobile device, tablet, cell phone, mobile phone, satellite phone, smartphone (eg, iPhone, Android, Blackberry, Palm, Symbian, Windows), A personal digital assistant, a Bluetooth device, a pager, a landline phone, or other network device. Such a device may be a device capable of communicating. As used herein, the term "mobile phone" uses a telephone handset that can operate in a cellular network, a Voice over IP (VoIP) network such as Session Initiation Protocol (SIP), or an 802.11x protocol. Wireless local area network (WLAN), or any combination thereof. In certain embodiments, the device is handheld and compact so that it can fit into a consumer's wallet and/or pocket (eg, pocket size).
マイクロ流体チャネル
特定の実施形態において、CROF装置は、一体化されたマイクロ流体プラットフォーム又はマイクロ流体装置である。マイクロ流体装置は、試料を受け入れ、CROF装置を用いて試料中の分析物を検出し、リザーバ内の廃棄物を収集するための異なる領域を有するように構成される。したがって、特定の実施形態において、上記のように、マイクロ流体チャネルプラットフォームは、マイクロ流体装置の試料受け入れ領域に適用された試料を、分析物を検出するように構成されたCROF装置に案内する流体ハンドリング構成要素を含むことができる。流体ハンドリング構成要素は、1つ以上の流体をマイクロ流体装置に案内するように構成されてもよい。いくつかの例において、流体ハンドリング構成要素は、試料溶液、緩衝液などの流体を案内するように構成されるが、それらに限定されない。流体ハンドリング構成要素は、パッシブポンプ及びマイクロ流体チャネルを含むが、これらに限定されない。場合によっては、パッシブポンプは、本明細書で開示されるマイクロ流体装置を通じた毛管作用駆動のマイクロ流体ハンドリング及び流体ルーティングのために構成される。特定の例において、マイクロ流体流体ハンドリング構成要素は、例えば100μL以下、50μL以下、又は25μL以下、又は10μL以下、又は5μL以下、又は1μL以下を含む500μL以下、1mL以下などの少量の流体を送達するように構成される。したがって、特定の実施形態において、マイクロ流体装置を操作し、本発明の装置、システム及び方法を実行するために外部電源は必要とされない。
Microfluidic Channels In certain embodiments, the CROF device is an integrated microfluidic platform or microfluidic device. The microfluidic device is configured to receive the sample, detect the analyte in the sample using the CROF device, and have different regions for collecting the waste in the reservoir. Thus, in certain embodiments, as described above, the microfluidic channel platform guides a sample applied to the sample receiving area of the microfluidic device to a CROF device configured to detect an analyte. It can include components. The fluid handling component may be configured to guide one or more fluids to the microfluidic device. In some examples, the fluid handling components are configured to guide fluids such as, but not limited to, sample solutions, buffers, etc. Fluid handling components include, but are not limited to, passive pumps and microfluidic channels. In some cases, passive pumps are configured for capillary action driven microfluidic handling and fluid routing through the microfluidic devices disclosed herein. In particular examples, the microfluidic fluid handling component delivers a small amount of fluid, such as 100 μL or less, 50 μL or less, or 25 μL or less, or 10 μL or less, or 5 μL or less, or 500 μL or less, including 1 μL or less, such as 1 mL or less. Is configured as follows. Therefore, in certain embodiments, no external power source is required to operate the microfluidic device and to carry out the devices, systems and methods of the present invention.
特定の実施形態において、マイクロ流体装置は、50mm×50mm以下、例えば25mm×25mm以下、又は10mm×10mm以下の寸法を含む5mm×5mm〜100mm×100mmの範囲内の寸法を有する。特定の実施形態において、マイクロ流体装置は、2mm〜0.3mm、又は1mm〜0.4mmを含む5mm〜0.1mm、例えば3mm〜0.2mmの範囲内の厚さを有する。 In certain embodiments, the microfluidic device has dimensions within the range of 5 mm x 5 mm to 100 mm x 100 mm, including dimensions of 50 mm x 50 mm or less, such as 25 mm x 25 mm or less, or 10 mm x 10 mm or less. In certain embodiments, the microfluidic device has a thickness in the range of 2 mm to 0.3 mm, or 5 mm to 0.1 mm, including 1 mm to 0.4 mm, such as 3 mm to 0.2 mm.
特定の実施形態において、CROF装置は、容器、例えばマルチウェルプレートのウェル内に配置される。CROF装置は、また、マルチウェルプレートのウェルの底部又は壁に一体化されてもよい。 In certain embodiments, the CROF device is placed in a container, eg, a well of a multi-well plate. The CROF device may also be integrated into the bottom or wall of the wells of a multiwell plate.
いくつかの実施形態において、マイクロ流体装置又はマルチウェルプレートのようなCROF装置を含むサポートは、サポートに含まれるCROF装置の識別子を有することができる。識別子は、マイクロ流体装置のようなサポートに形成された物理的オブジェクトであってもよい。場合によっては、上述したように、識別子は、携帯電話又はスマートフォンのようなハンドヘルド装置により読み取られてもよい。いくつかの実施形態において、カメラが識別子の画像を取り込み、該画像を分析してマイクロ流体装置に含まれるCROF装置を識別することができる。1つの例において、識別子はバーコードであってもよい。バーコードは、1D又は2Dバーコードであってもよい。いくつかの実施形態ニオ、識別子は、信号増強検出器を識別できる1つ以上の信号を発することができる。例えば、識別子は、CROF装置の識別情報を示すことができる赤外線、超音波、光、音声、電気又は他の信号を提供することができる。識別子は、無線周波数識別(RFID)タグを利用することができる。 In some embodiments, a support that includes a CROF device, such as a microfluidic device or a multi-well plate, can have a CROF device identifier included in the support. The identifier may be a physical object formed on a support such as a microfluidic device. In some cases, as described above, the identifier may be read by a handheld device such as a mobile phone or smartphone. In some embodiments, a camera can capture an image of the identifier and analyze the image to identify a CROF device included in the microfluidic device. In one example, the identifier may be a barcode. The barcode may be a 1D or 2D barcode. In some embodiments, the identifier can emit one or more signals that can identify the signal enhancement detector. For example, the identifier can provide infrared, ultrasound, light, voice, electrical or other signals that can indicate the identity of the CROF device. The identifier may utilize a radio frequency identification (RFID) tag.
識別子は、マイクロ流体装置又はマルチウェルプレートに存在するCROF装置の特定のタイプの決定を可能にする情報を含むことができる。特定の実施形態において、識別子は、各識別子キーをマイクロ流体装置又はマルチウェルプレートに存在するCROF装置のタイプの固有情報に関連付けるキーをデータベースに提供する。CROF装置のタイプに固有の情報は、CROF装置が検出するように構成された分析物の識別、特定の分析物がCROF装置に結合することができる位置の座標、各分析物のための検出感度などを含むが、それらに限定されない。データベースは、有効期限、ロット番号などを含む特定のCROF装置に関連する他の情報を含むことができる。データベースは、ハンドヘルド装置に存在し、コンピュータ可読媒体に提供されてもよいか、又はハンドヘルド装置によってアクセス可能な遠隔サーバにあってもよい。 The identifier can include information that enables the determination of the particular type of CROF device present in the microfluidic device or multiwell plate. In certain embodiments, the identifier provides a key to the database that associates each identifier key with unique information about the type of CROF device present in the microfluidic device or multiwell plate. Information specific to the type of CROF device includes the identification of the analytes that the CROF device is configured to detect, the coordinates of the position where a particular analyte can bind to the CROF device, the detection sensitivity for each analyte. Including, but not limited to. The database may include other information associated with a particular CROF device, including expiration date, lot number, etc. The database may reside on the handheld device and be provided on a computer-readable medium, or it may reside on a remote server accessible by the handheld device.
本発明の方法のさらなる態様は、分析物の計測量及び分析物が取得された供給源に関連する他の情報を示すレポートを提供又は受信することを含み、例えば、診断試料の診断又は健康状態、環境試料の曝露リスク、食品試料の健康リスクなどが挙げられる。レポートは、装置の画面に表示されたレポートを見ること、被験者に送信された電子メール又はテキストメッセージを見ること、装置により生成された音声メッセージを聞くこと、装置により生成された振動を感知することなどを含む任意の便利な形式で提供され、受信されてもよいが、それらに限定されない。 A further aspect of the method of the invention comprises providing or receiving a report indicating the measured amount of the analyte and other information related to the source from which the analyte was obtained, eg diagnostic or health status of a diagnostic sample. , Exposure risk of environmental samples, health risk of food samples, etc. Reports include viewing reports displayed on the screen of the device, viewing email or text messages sent to the subject, listening to voice messages generated by the device, sensing vibrations generated by the device. It may be provided and received in any convenient format, including, but not limited to.
前記レポートは、分析物が取得された供給源に関連する任意の適切な情報を含んでもよい。いくつかの例において、レポートは、光の強度、波長、偏光を含む光データ、並びに、光に関する他のデータ、例えば、吸光度データ、透過率データ、濁度データ、光度データ、波長データ(1つ、2つ、又はそれ以上の波長又はある範囲の波長における強度を含む)、反射率データ、屈折率データ、複屈折データ、偏光及び他の光データを含む光電子増倍管、フォトダイオード、電荷結合装置、光度計、分光光度計、カメラ、及び他の光検出構成要素と装置のような、光検出器からの出力;画像データ、例えば、デジタルカメラからのデータ;データを取得するために使用されるCROF装置に関連する識別子情報;上記のように処理されたデータなどを含んでもよい。該レポートは、試料の定性的又は定量的な態様を表すことができる。 The report may include any suitable information related to the source from which the analyte was obtained. In some examples, the report includes light data, including light intensity, wavelength, polarization, as well as other data about the light, such as absorbance data, transmission data, turbidity data, luminosity data, wavelength data (one , Including intensity at two or more wavelengths or a range of wavelengths), reflectance data, refractive index data, birefringence data, polarization and other optical data, photomultiplier tube, photodiode, charge coupled Output from photodetectors, such as devices, photometers, spectrophotometers, cameras, and other photodetection components and devices; image data, eg, data from digital cameras; used to obtain data Identifier information related to the CROF device, which may include data processed as described above. The report can represent a qualitative or quantitative aspect of the sample.
特定の態様において、レポートは被験者に、分析物の有無、分析物の濃度、分析物の存在又はレベルに関連することが知られている二次的な病状の有無、分析物の存在又はレベルに関連することが知られている二次的な病状の確率又は可能性、分析物の存在又はレベルに関連することが知られている二次的な病状を発症する可能性、分析物の存在又はレベルに関連することが知られている二次的な病状を発症する可能性の変化、分析物の存在又はレベルに関連することが知られている二次的な病状の進行などを示すことができる。分析物の存在又はレベルに関連することが知られている二次的な病状は、診断試料の疾患又は健康状態、環境試料の毒性又は他の有害な環境、食品試料の腐敗又は汚染などを含んでもよい。特定の実施形態において、レポートは、ユーザが措置を講じるように促すか又は推薦する指示を含み、措置を講じることは、例えば、医学的援助を求め、投薬し、動きを止め、動きを開始する等である。該レポートはアラートを含んでもよい。アラートの1つの例は、装置にエラーが検出されるか否か、又は分析物濃度が所定の閾値を超えるか否かである。レポートの内容は、テキスト、グラフ、グラフィックス、アニメーション、音響、音声、及び振動を含む、任意の適切な形式で表される。 In certain embodiments, the report reports to the subject the presence or absence of the analyte, the concentration of the analyte, the presence or absence of a secondary medical condition known to be associated with the presence or level of the analyte, the presence or level of the analyte. Probability or likelihood of a secondary medical condition known to be associated, likelihood of developing a secondary medical condition known to be associated with presence or level of analyte, presence of analyte or May indicate a change in the likelihood of developing a secondary medical condition known to be associated with a level, the progression of a secondary medical condition known to be associated with the presence or level of the analyte, etc. it can. Secondary medical conditions known to be associated with the presence or level of an analyte include the disease or condition of the diagnostic sample, the toxicity or other harmful environment of the environmental sample, spoilage or contamination of food samples, etc. But it's okay. In certain embodiments, the report includes instructions prompting or recommending the user to take action, which may include, for example, seeking medical assistance, dosing, stopping, and starting movement. Etc. The report may include alerts. One example of an alert is if an error is detected in the device or if the analyte concentration exceeds a predetermined threshold. The content of the report is presented in any suitable format, including text, graphs, graphics, animations, sound, voice, and vibration.
特定の実施形態において、レポートは、本発明の装置、例えば、携帯電話のユーザにアクションアドバイスを提供する。このアドバイスは、1つ以上のデータセットとともに、装置(例えば、検出器+携帯電話)による検査データにしたがって与えられ、モバイル装置に予めロードされた日付、アクセス可能な記憶装置のデータを含むが、それらに限定されず、記憶装置は、ローカルで利用可能であるか、又は遠隔アクセス可能である。 In a particular embodiment, the report provides action advice to the user of a device of the invention, eg a mobile phone. This advice is given according to the test data by the device (eg detector+cell phone) together with one or more data sets and includes the date preloaded on the mobile device, the data on the accessible storage device, Without limitation, the storage device may be locally available or remotely accessible.
特定の実施形態において、スキームに、上記のアドバイスの各々は、携帯電話のディスプレイに独自の色を有する。 In a particular embodiment, according to the scheme, each of the above advices has its own color on the display of the mobile phone.
特定の実施形態において、本発明の装置、システム、及び方法は、分析物の計測量を含むデータを遠隔地に送信し、遠隔地から、例えば診断、安全情報などの分析を受信することを含む。上述したように、遠隔地にデータを送信することは、任意の便利な方法により達成することができる。このような送信は、電子信号、無線周波数信号、光信号、セルラー信号、或いは有線又は無線接続を介して送信された他の任意のタイプの信号を介して行われてもよい。任意のデータの送信、電子データの説明、本明細書の他の場所に記載された送信は、電子信号、無線周波数信号、光信号、セルラー信号、或いは有線又は無線接続を介して送信された他の任意のタイプの信号を介して行われてもよい。送信されたデータは、CROF装置から取得されたデータ及び/又は処理されたデータ及び/又は生成されたレポートを含むことができる。送信されたデータは、さらに、CROF装置から取得されないデータ、すなわち、被験者から取得された試料の一態様を直接的に表さないが、上述のように試料が取得された被験者の他の態様を表すデータを含むことができる。 In certain embodiments, the devices, systems, and methods of the present invention include transmitting data including a measured amount of an analyte to a remote location and receiving an analysis from the remote location, such as diagnostics, safety information, or the like. . As mentioned above, sending data to a remote location can be accomplished in any convenient manner. Such transmission may be via electronic signals, radio frequency signals, optical signals, cellular signals, or any other type of signal transmitted via a wired or wireless connection. The transmission of any data, the description of electronic data, the transmissions described elsewhere herein include electronic signals, radio frequency signals, optical signals, cellular signals, or otherwise transmitted via a wired or wireless connection. Via any type of signal. The transmitted data may include data obtained from the CROF device and/or processed data and/or generated reports. The transmitted data further does not directly represent data that is not obtained from the CROF device, ie one aspect of the sample obtained from the subject, but as described above, other aspects of the subject from which the sample was obtained. It may include data to represent.
本開示のさらなる態様は、それぞれが試料中の複数の分析物に結合する複数の捕捉剤を含むCROF装置、すなわち多重化CROF装置を含む。そのような場合、複数の捕捉剤を含むCROF装置は、異なるタイプの分析物(タンパク質、核酸、抗体など)を検出するように構成される。異なる分析物は、アレイ内の位置、異なる分析物に結合する検出可能な標識の発光波長、又は上記の組み合わせに基づいて、アレイで互いに区別することができる。 A further aspect of the present disclosure includes a CROF device that includes multiple capture agents, each of which binds to multiple analytes in a sample, ie a multiplexed CROF device. In such cases, a CROF device containing multiple capture agents is configured to detect different types of analytes (proteins, nucleic acids, antibodies, etc.). Different analytes can be distinguished from one another in the array based on their position in the array, the emission wavelength of the detectable label that binds to the different analytes, or a combination of the above.
特定の実施形態において、本発明の装置、システム、及び方法は、分析物に結合する捕捉剤を含む対照CROF装置に、既知の検出可能な量の分析物を含む対照試料を適用することと、対照CROF装置を読み取ることにより、試料中の既知の検出可能な量の分析物の対照計測値を得ることとを含む。特定の実施形態において、CROF装置がマイクロ流体装置内に存在するとき、対照CROF装置は、検査試料が適用されたCROF装置と同じ装置内に存在してもよい。特定の実施形態において、対照試料から取得された対照計測結果を用いて、検査試料中の分析物の絶対量を取得することができる。特定の実施形態において、対照試料から取得された対照計測結果を用いて、検査試料中の分析物の標準化相対量を取得することができる。 In certain embodiments, the devices, systems, and methods of the present invention apply a control sample containing a known detectable amount of analyte to a control CROF device that includes a capture agent that binds to the analyte. Reading a control CROF instrument to obtain a control measurement of a known detectable amount of analyte in the sample. In certain embodiments, when the CROF device is in a microfluidic device, the control CROF device may be in the same device as the CROF device to which the test sample has been applied. In certain embodiments, control measurements obtained from a control sample can be used to obtain the absolute amount of analyte in the test sample. In certain embodiments, the control measurement results obtained from the control sample can be used to obtain a normalized relative amount of analyte in the test sample.
有用性
本発明の方法は、試料中の1つ以上の分析物の有無の決定及び/又は定量化が所望される様々な異なる用途に使用される。例えば、本発明の方法は、タンパク質、ペプチド、核酸、合成化合物、無機化合物等の検出に使用される。
Utility The methods of the invention find use in a variety of different applications where it is desired to determine and/or quantify the presence or absence of one or more analytes in a sample. For example, the method of the present invention is used to detect proteins, peptides, nucleic acids, synthetic compounds, inorganic compounds and the like.
特定の実施形態において、本発明の方法は、試料中の核酸、タンパク質、又は他の生体分子の検出に使用される。方法は、試料中の1組のバイオマーカー、例えば2つ以上の別個のタンパク質又は核酸のバイオマーカーの検出を含むことができる。例えば、方法は、生体試料中の2種類以上の疾患バイオマーカーの迅速な臨床的検出に使用されてもよく、例えば被験者の疾患状態の診断に、又は被験者の疾患状態の進行中の管理もしくは治療等に使用されてもよい。上記のように、医師又は他のヘルスケア提供者との通信は、医師又は他のヘルスケア提供者が可能性のある懸念を知りかつ認識することをより確保し、したがって適切な処置を取る可能性がより高くなり得る。 In certain embodiments, the methods of the invention are used to detect nucleic acids, proteins, or other biomolecules in a sample. The method can include the detection of a set of biomarkers in the sample, eg, two or more distinct protein or nucleic acid biomarkers. For example, the method may be used for rapid clinical detection of two or more disease biomarkers in a biological sample, eg, for diagnosing a disease state in a subject, or for ongoing management or treatment of a disease state in a subject. Etc. may be used. As noted above, communication with a physician or other healthcare provider will ensure that the physician or other healthcare provider is aware and aware of potential concerns, and thus may take appropriate action. Sex can be higher.
CROF装置を用いる本発明の装置、システム、及び方法の適用は、(a)感染症及び寄生虫疾患、傷害、心臓血管疾患、癌、精神障害、神経精神障害、及び器質性疾患、例えば肺疾患、腎疾患などの特定の疾患の段階と相関する化合物又は生体分子の検出、精製及び定量、(b)水、土壌などの環境、又は組織、体液などの生体試料からのウイルス、真菌及び細菌などの微生物の検出、精製及び定量化、(c)食品安全性又は国家安全保障に危険をもたらす有害廃棄物、炭疽菌などの化学物質又は生体試料の検出、定量化、(d)グルコース、血液酸素レベル、全血球数などの医学又は生理学的モニタにおける重要なパラメータの定量化、(e)細胞、ウイルス、体液などの生体試料からの特異的DNA又はRNAの検出及び定量化、(f)ゲノム解析のための染色体及びミトコンドリア中のDNA中の遺伝子配列の配列決定及び比較、又は(g)例えば、医薬品の合成又は精製中の反応生成物の検出を含むが、これらに限定されない。本発明の装置、システム及び方法のいくつかの具体的な適用を以下により詳細に説明する。 Applications of the devices, systems and methods of the present invention using a CROF device include (a) infectious and parasitic diseases, injuries, cardiovascular diseases, cancer, psychiatric disorders, neuropsychiatric disorders, and organic disorders such as lung disorders. Detection, purification and quantification of compounds or biomolecules that correlate with a specific disease stage such as kidney disease, (b) environment such as water and soil, or virus, fungus and bacterium from biological samples such as tissues and body fluids Detection, purification and quantification of microorganisms of (c), (c) Hazardous waste that poses a risk to food safety or national security, detection and quantification of chemical substances or biological samples such as anthrax, (d) glucose, blood oxygen Quantification of important parameters in medical or physiological monitors such as level and complete blood count, (e) detection and quantification of specific DNA or RNA from biological samples such as cells, viruses and body fluids, (f) genomic analysis Sequencing and comparison of gene sequences in DNA in chromosomes and mitochondria for, or (g) detection of reaction products during, for example, synthesis or purification of pharmaceuticals, but is not limited thereto. Some specific applications of the device, system and method of the present invention are described in more detail below.
診断方法
特定の実施形態において、本発明の方法は、バイオマーカーの検出に用いられる。いくつかの実施形態において、本発明におけるCROFを使用する装置、システム及び方法は、特定のバイオマーカーの有無、ならびに血液、血漿、血清、又は、限定されないが、尿、血液、血清、血漿、唾液、精液、前立腺液、乳頭吸引液、涙液、汗、糞便、頬のスワブ、脳脊髄液、細胞溶解物試料、羊水、胃腸液、生検組織などの他の体液又は排泄物中の特定のバイオマーカーの濃度の増加又は減少を検出することに用いられてもよい。このため、試料、例えば診断試料は、異なる種類の液状又は固体の試料を含んでもよい。
Diagnostic Methods In certain embodiments, the methods of the invention are used to detect biomarkers. In some embodiments, the devices, systems, and methods of using the CROFs of the present invention may include the presence or absence of specific biomarkers and blood, plasma, serum, or, but not limited to, urine, blood, serum, plasma, saliva. Specific in other body fluids or excretions such as, semen, prostatic fluid, nipple aspirate, tear fluid, sweat, feces, buccal swabs, cerebrospinal fluid, cell lysate samples, amniotic fluid, gastrointestinal fluid, biopsy tissue It may be used to detect an increase or decrease in biomarker concentration. Thus, samples, eg diagnostic samples, may include different types of liquid or solid samples.
いくつかの例において、試料は診断される被験者からの体液試料であってもよい。いくつかの例において、固体又は半固体の試料を提供してもよい。これらの試料は被験者から採取される組織及び/又は細胞を含んでもよい。試料は生物学的試料であってもよい。生物学的試料の例は、血液、血清、血漿、鼻腔スワブ、鼻咽頭洗浄液、唾液、尿、胃液、脊髄液、涙、便、粘液、汗、耳あか、油、腺分泌物、脳脊髄液、組織、精液、膣液、腫瘍組織由来の間質液、眼液、脊髄液、咽頭スワブ、呼気、髪、指の爪、皮膚、生検、胎盤液、羊水、臍帯血、リンパ液、腔液、痰、膿、微生物叢、胎便、母乳、呼気凝縮液、及び/又は他の排泄物を含むことができるが、それらに限定されない。試料は鼻咽頭洗浄液を含んでもよい。鼻スワブ、咽頭スワブ、大便試料、髪、指の爪、耳あか、呼気、及び他の固体、半固体、又は液体試料は例えば一定又は可変の時間量で分析前に抽出緩衝液中に処理してもよい。場合によっては、抽出緩衝液又はその等分試料は次に他の液体試料做と同様に処理されてもよい。被験者の組織試料の例は、結締組織、筋肉組織、神経組織、上皮組織、軟骨、癌性試料で又は骨を含むが、それらに限定されることはない。 In some examples, the sample may be a body fluid sample from the subject to be diagnosed. In some examples, a solid or semi-solid sample may be provided. These samples may include tissues and/or cells taken from the subject. The sample may be a biological sample. Examples of biological samples are blood, serum, plasma, nasal swabs, nasopharyngeal lavage fluid, saliva, urine, gastric juice, spinal fluid, tears, stool, mucus, sweat, earwax, oil, glandular secretions, cerebrospinal fluid. , Tissue, semen, vaginal fluid, tumor tissue-derived interstitial fluid, eye fluid, spinal fluid, pharyngeal swab, exhalation, hair, fingernails, skin, biopsy, placental fluid, amniotic fluid, cord blood, lymph fluid, cavity fluid , But not limited to, sputum, pus, microbiota, meconium, breast milk, exhaled breath condensate, and/or other excretions. The sample may include a nasopharyngeal wash. Nasal swabs, pharyngeal swabs, stool samples, hair, fingernails, ear lobes, exhaled breath, and other solid, semi-solid, or liquid samples, for example, are treated in extraction buffer before analysis for a fixed or variable amount of time. You may. In some cases, the extraction buffer or an aliquot thereof may then be treated like any other liquid sample. Examples of tissue samples of a subject include, but are not limited to, tightened tissue, muscle tissue, nerve tissue, epithelial tissue, cartilage, cancerous samples or bone.
いくつかの例において、診断試料が取得される被験者は健康な個体であってもよいか、又は少なくとも病気又は健康状況を有すると疑われる個体であってもよい。いくつかの例において、被験者は患者であってもよい。 In some examples, the subject for whom the diagnostic sample is obtained may be a healthy individual, or at least an individual suspected of having a disease or health condition. In some examples, the subject may be a patient.
特定の実施形態において、CROF装置は被験者の提供する試料内のバイオマーカーに特異的に結合するように構成される捕捉剤を含む。特定の実施形態において、バイオマーカーはタンパク質であってもよい。特定の実施形態において、バイオマーカータンパクはCROF装置内に存在する抗体捕捉剤により特異的に結合される。特定の実施形態において、バイオマーカーはCROF装置内に存在する抗原捕捉剤により特異的に結合される抗体である。特定の実施形態において、バイオマーカーは核酸捕捉剤により特異的に結合される核酸であるか、該核酸捕捉剤は二本鎖核酸バイオマーカーの一本又は両方に相補的であるか、又は一本鎖バイオマーカーに相補的である。特定の実施形態において、バイオマーカーは核酸結合タンパク質により特異的に結合される核酸である。特定の実施形態において、バイオマーカータンパク質はアプタマーにより特異的に結合される。 In certain embodiments, the CROF device comprises a capture agent that is configured to specifically bind a biomarker in a sample provided by the subject. In particular embodiments, the biomarker may be a protein. In certain embodiments, the biomarker protein is specifically bound by the antibody capture agent present in the CROF device. In certain embodiments, the biomarker is an antibody that is specifically bound by the antigen capture agent present in the CROF device. In certain embodiments, the biomarker is a nucleic acid that is specifically bound by a nucleic acid capture agent, the nucleic acid capture agent is complementary to one or both of the double-stranded nucleic acid biomarkers, or Is complementary to the chain biomarker. In certain embodiments, a biomarker is a nucleic acid that is specifically bound by a nucleic acid binding protein. In certain embodiments, biomarker proteins are specifically bound by aptamers.
バイオマーカーの有無又はバイオマーカー濃度の顕著変化は病気リスク、個体における病気の存在の診断、又は個体における病気の治療の調整に用いてもよい。例えば、特定のバイオマーカー又はバイオマーカーグループの存在は個体に与えられる薬剤治療又は投薬方式の選択に影響を及ぼす。潜在的な薬剤療法を評価する時に、バイオマーカーは例えば生存又は不可逆的な病気等の自然エンドポイントの代替物として用いることができる。治療が健康改善に直接的に関連するバイオマーカーを変更すれば、バイオマーカーは特定の治療又は投薬方式の臨床的利点を評価するための代替エンドポイントとして用いることができる。したがって、個体で検出された特定のバイオマーカー又はバイオマーカーのパネルに基づく個人化診断及び治療は、本発明の方法によって促進される。さらに、上述のように、疾患に関連するバイオマーカーの早期検出は、本発明における装置、システム、及び方法の高感度によって促進される。感度、スケーラビリティ及び使いやすさを組み合わせたスマートフォンなどの移動装置で複数のバイオマーカーを検出する機能のため、本開示の方法は、ポータブル及びポイントオブケア又はベッドサイドでの分子診断に用いられる。 The presence or absence of a biomarker or a significant change in biomarker concentration may be used to diagnose disease risk, diagnose the presence of disease in an individual, or adjust treatment of a disease in an individual. For example, the presence of a particular biomarker or group of biomarkers influences the choice of drug treatment or regimen given to an individual. When assessing potential drug therapies, biomarkers can be used as alternatives to natural endpoints such as survival or irreversible disease. If the treatment modifies a biomarker that is directly related to improved health, the biomarker can be used as an alternative endpoint to assess the clinical benefit of a particular treatment or dosing regimen. Thus, personalized diagnosis and treatment based on a particular biomarker or panel of biomarkers detected in an individual is facilitated by the methods of the invention. Moreover, as mentioned above, early detection of disease-related biomarkers is facilitated by the high sensitivity of the devices, systems and methods of the invention. Due to the ability to detect multiple biomarkers on mobile devices such as smartphones that combine sensitivity, scalability and ease of use, the methods of the present disclosure are used for portable and point-of-care or bedside molecular diagnostics.
特定の実施形態において、本発明の方法は、疾患又は疾病状態についてのバイオマーカーの検出に用いられる。場合によっては、本発明の方法は、細胞信号伝達経路の特徴付け及び薬物発見とワクチン開発のための細胞内通信のためのバイオマーカーの検出に用いられる。例えば、本発明の方法は、病的な、健康な、又は良性の試料中のバイオマーカーの量を検出及び/又は定量化することに用いられてもよい。特定の実施形態において、本発明の方法は伝染病又は疾病状態のバイオマーカーの検出に用いられる。場合によっては、バイオマーカーは分子バイオマーカーであってもよく、タンパク質、核酸、炭水化物、小分子等が挙げられるが、これらに限定されることはない。 In certain embodiments, the methods of the invention are used to detect biomarkers for diseases or disease states. In some cases, the methods of the invention are used to characterize cell signaling pathways and detect biomarkers for intracellular communication for drug discovery and vaccine development. For example, the methods of the invention may be used to detect and/or quantify the amount of biomarkers in a pathological, healthy or benign sample. In certain embodiments, the methods of the invention are used to detect biomarkers of infectious diseases or disease states. In some cases, the biomarker may be a molecular biomarker, including but not limited to proteins, nucleic acids, carbohydrates, small molecules and the like.
本発明の方法は、以下に限定されないが、上記のようなバイオマーカーの検出及び/又は定量化、無症候性被験者について一定間隔で試料を試験するスクリーニングアッセイ、バイオマーカーの存在及び/又は量を用いて可能性のある疾患経過を予測する予後アッセイ、異なる薬物治療に対する被験者の応答を予測することができる層別アッセイ、薬物治療の有効性が監視される有効性アッセイなどの診断アッセイに用いられる。 The methods of the present invention include, but are not limited to, detection and/or quantification of biomarkers as described above, screening assays that test samples at regular intervals for asymptomatic subjects, presence and/or amount of biomarkers. Used in diagnostic assays such as prognostic assays to predict possible disease course, stratified assays that can predict subject response to different drug treatments, and efficacy assays where drug efficacy is monitored .
いくつかの実施形態において、被験者のバイオセンサは、試料中の病原体から標的核酸を検出することによって病原体感染を診断するために用いることができる。標的核酸は、例えば、ヒト免疫不全ウイルス1及び2(HIV−1及びHIV−2)、ヒトT細胞白血病ウイルス及び2(HTLV−1及びHTLV−2)、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)、アデノウイルス、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、エプスタイン−バーウイルス(EBV)、ヒトパピローマウイルス(HPV)、水痘帯状疱疹ウイルス(VZV)、サイトメガロウイルス(CMV)、単純ヘルペスウイルス1及び2(HSV−1及びHSV−2)、ヒトヘルペスウイルス8(HHV−8、カポジ肉腫ヘルペスウイルスとしても知られる)、並びに黄熱病ウイルス、日本脳炎ウイルス、西ナイルウイルス、及びエボラウイルスを含むフラビウイルスから成る群から選択されるウイルス由来であってもよい。しかし、本発明は、核酸、例えば、DNAもしくはRNA、上記ウイルスの配列の検出に限定されず、かつ他の獣医学及び/又は人間医学における重要な病原体に問題なく適用することができる。
In some embodiments, the subject biosensor can be used to diagnose a pathogen infection by detecting a target nucleic acid from the pathogen in a sample. Target nucleic acids include, for example,
DNA配列相同性により、ヒトパピローマウイルス(HPV)はさらに70種以上の異なる型に細分される。これらの型は様々な病気を引き起こす。1、2、3、4、7、10及び26〜29型HPVは良性疣贅を引き起こす。5、8、9、12、14、15、17、19〜25、及び46〜50型HPVは免疫システムが低下している患者の病変を引き起こす。6、11、34、39、41〜44、及び51〜55型は生殖器領域粘膜及び気道粘膜の良性尖形疣贅を引き起こす。16及び18型HPVは、生殖粘膜の上皮異形成を引き起こし、かつ子宮頸部、膣、外陰部、及び肛門管の浸潤癌と高い割合で関連性を持っているため、医学的に特別な関心事である。ヒトパピローマウイルスDNAの組み込みは、子宮頸癌の発癌において決定的であると考えられている。ヒトパピローマウイルスは、例えばそのカプシドタンパク質L1及びL2のDNA配列から検出できる。したがって、本発明の方法は特に、癌の発生リスクを評価するために、組織試料中の16及び/又は18型HPVのDNA配列を検出することに適用する。
Due to DNA sequence homology, human papillomavirus (HPV) is further subdivided into over 70 different types. These types cause various diseases.
本発明の装置、システム、及び方法を用いて診断試料から検出できる他の病原体は以下を含むが、それらに限定されない:水痘帯状疱疹、表皮ブドウ球菌(Staphylococcus epidermidis)、大腸菌(Escherichia coli)、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)(MSRA)、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、スタフィロコッカス・ホミニス(Staphylococcus hominis)、糞便レンサ球菌(Enterococcus faecalis)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、スタフィロコッカス・カピティス(Staphylococcus capitis)、スタフィロコッカス・ワーネリ(Staphylococcus warneri)、クレブシエラ・ニューモニエ(Klebsiella pneumoniae)、インフルエンザ菌(Haemophilus influenzae)、スタフィロコッカス・シムランス(Staphylococcus simulans)、肺炎レンサ球菌(Streptococcus pneumoniae)及びカンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、淋病(淋菌(Neisseria gorrhoeae))、梅毒(梅毒トレポネーマ(Treponena pallidum))、クラミジア(clamydia)(クラミジア・トラコマチス(Clamyda tracomitis))、非淋菌性尿道炎(ウレアプラズマ・ウレアリチカム(Ureaplasm urealyticum))、軟性下疳(デュクレー桿菌(Haemophilus ducrey))、トリコモナス症(膣トリコモナス(Trichomonas vaginalis))、緑膿菌、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MSRA)、クレブシエラ・ニューモニエ、インフルエンザ菌、黄色ブドウ球菌、ステノトロフォモナス・マルトフィリア(Stenotrophomonas maltophilia)、パラインフルエンザ菌(Haemophilis parainfluenzae)、大腸菌、糞便レンサ球菌、セラチア・マルセッセンス(Serratia marcescens)、ヘモフィルス‐パラヘモリチカス(Haemophilis parahaemolyticus)、エンテロコッカス・クロアカ(Enterococcus cloacae)、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、モラクセラ・カタラーリス(Moraxiella catarrhalis)、肺炎レンサ球菌、シトロバクター‐フロインディ(Citrobacter freundii)、エンテロコッカス‐フェシウム(Enterococcus faecium)、クレブシエラ‐オキシトカ(Klebsella oxytoca)、シュードモナス・フルオレッセンス(Pseudomonas fluorscens)、髄膜炎菌(Neiseria meningitidis)、化膿レンサ球菌(Streptococcus pyogenes)、ニューモシスチス・カリニ(Pneumocystis carinii)、クレブシエラ・ニューモニエ(Klebsella pneumoniae)、レジオネラ・ニューモフィラ(Legionella pneumophila)、肺炎マイコプラズマ(Mycoplasma pneumoniae)、結核菌(Mycobacterium tuberculosis)等、並びに表B2及びB6に列挙されているもの。 Other pathogens that can be detected in diagnostic samples using the devices, systems, and methods of the invention include, but are not limited to: Varicella zoster, Staphylococcus epidermidis, Escherichia coli, methicillin. Resistant Staphylococcus aureus (MSRA), Staphylococcus aureus, Staphylococcus hominis, Fecal Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus Capitis (Staphylococcus capitis), Staphylococcus warneri, Klebsiella pneumoniae, Haemophilus influenzae, Staphylococcus simulans p. -Albicans (Candida albicans), gonorrhea (Neisseria gorrhoeae), syphilis (Treponena pallidum), clamydia (Clamyda tracomitis), non-gonococcal urethraemia (ureaplasma) (Ureaplasm urealyticum)), chancroid (Haemophilus ducrey), trichomoniasis (Trichomonas vaginalis), Pseudomonas aeruginosa, methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MSRA), Klebsiella pneumoniae, Haemophilus influenzae, Yellow grape Coccus, Stenotrophomonas maltophilia, Haemophilis parainfluenzae, Escherichia coli, faecal streptococci, Serratia marcescens, Haemophilus parahaemolyticus (Haemophilis p) arahaemolyticus), Enterococcus cloacae, Candida albicans, Moraxella catarrhalis, Streptococcus pneumoniae, Citrobacter freundii, Enterococcus faecium, Enterococcus faecium. -Oxytoca, Pseudomonas fluorscens, Neiseria meningitidis, Streptococcus pyogenes, Pneumocystis carinii, Pneumocystis carinii, Klebsiella pneumoniae -Pneumophila (Legionella pneumophila), Mycoplasma pneumoniae (Mycoplasma pneumoniae), Mycobacterium tuberculosis, etc., and those listed in Tables B2 and B6.
場合によっては、CROF装置を用いて、低濃度で存在するバイオマーカーを検出することができる。例えば、CROF装置は、容易に得られる体液(例えば、血液、唾液、尿、涙など)中の癌抗原を検出し、容易に得られる体液(例えば、神経障害(例えば、アルツハイマー病の抗原)のバイオマーカー)における組織特異的疾患のバイオマーカーを検出し、感染(特に低力価の潜伏性ウイルス、例えばHIVの検出)を検出し、母体血液中の胎児抗原を検出するために、また例えば被験者の血流における外因性化合物(例えば、薬物又は汚染物質)の検出のために用いられてもよい。 In some cases, the CROF instrument can be used to detect biomarkers that are present in low concentrations. For example, a CROF device detects cancer antigens in easily obtained body fluids (eg, blood, saliva, urine, tears, etc.) and easily obtains body fluids (eg, neuropathy (eg, Alzheimer's antigen)). Biomarkers) for the detection of tissue-specific disease biomarkers, for detecting infections (especially for detection of low titer latent viruses such as HIV), and for detecting fetal antigens in maternal blood, and for example in subjects. It may be used for the detection of exogenous compounds (eg drugs or pollutants) in the bloodstream of.
下表B1〜B3は、本発明CROF装置(及び適切なモノクローナル抗体、核酸又は他の捕捉剤と組み合わせて使用される場合)を使用して検出できるバイオマーカー及びその関連病気のリストを提供する。バイオマーカーの潜在的供給源の1つ(例えば、「CSF」、脳脊髄液)も表に示されている。多くの場合に、本発明のバイオセンサは表示される異なる体液中のバイオマーカーを検出できる。例えば、脳脊髄液(CSF)中に見出されるバイオマーカーは尿中、血液中、又は唾液中において識別できる。本発明のCROF装置は病気又は健康状況診断に寄与する当該分野で公知のより多くのバイオマーカーの捕捉及び検出に用いることができるということは、当業者には明らかであろう。 Tables B1-B3 below provide a list of biomarkers and their associated diseases that can be detected using the CROF device of the present invention (and when used in combination with a suitable monoclonal antibody, nucleic acid or other capture agent). One of the potential sources of biomarkers (eg "CSF", cerebrospinal fluid) is also shown in the table. In many cases, the biosensor of the present invention can detect biomarkers in different displayed body fluids. For example, biomarkers found in cerebrospinal fluid (CSF) can be identified in urine, blood, or saliva. It will be apparent to those skilled in the art that the CROF device of the present invention can be used to capture and detect more biomarkers known in the art that contribute to disease or health condition diagnosis.
他に特定されない限り、バイオマーカーはタンパク質又は核酸(例えば、mRNA)バイオマーカーであってもよい。他に特定されない限り、診断は試料中のバイオマーカーのレベルの増加又は低減と関連してもよい。2015年9月29日に出願された米国仮特許出願第62/234,538号の表1及び表2にはバイオマーカー、前記バイオマーカーで診断できる病気、及びその中にバイオマーカーを検出できる試料のリストが説明され、該出願は参照文献として本明細書に組み込まれる。 Unless otherwise specified, a biomarker may be a protein or nucleic acid (eg mRNA) biomarker. Unless otherwise specified, diagnosis may be associated with increased or decreased levels of biomarkers in a sample. Tables 1 and 2 of US Provisional Patent Application No. 62/234,538 filed on September 29, 2015 show biomarkers, diseases that can be diagnosed by the biomarkers, and samples in which the biomarkers can be detected. Is set forth herein, which application is incorporated herein by reference.
いくつかの例において、本発明の装置、システム、及び方法は試料供給源の被験者にその健康状況を通知することに用いられる。本発明の装置、システム、及び方法により診断又は計測される健康状況は、化学的バランス、栄養上の健康、運動、疲労、睡眠、ストレス、糖尿病前症、アレルギー、老化、環境有害物質、農薬、除草剤、合成ホルモン類似体への暴露、妊娠、閉経及び男性更年期を含むが、これらに限定されない。2015年9月29日に出願された米国仮特許出願第62/234,538号の表3は、本CROF装置(適切なモノクローン抗体、核酸、又は他の捕捉剤と組み合わせて使用される場合)を用いて検出され得るバイオマーカー及びその関連する健康状況のリストを提供し、該出願は参照文献として本明細書に組み込まれる。 In some examples, the devices, systems, and methods of the invention are used to inform a sample source subject of their health status. Health conditions diagnosed or measured by the device, system, and method of the present invention include chemical balance, nutritional health, exercise, fatigue, sleep, stress, prediabetes, allergy, aging, environmentally harmful substances, and pesticides. Including but not limited to herbicides, exposure to synthetic hormone analogs, pregnancy, menopause and menopause. Table 3 of US Provisional Application No. 62/234,538, filed September 29, 2015, shows that the present CROF device (when used in combination with a suitable monoclonal antibody, nucleic acid, or other capture agent). ) Provides a list of biomarkers and their associated health conditions that can be detected with the application of which is incorporated herein by reference.
いくつかの例では、本発明の装置、システム、及び方法により検出され得るバイオマーカーは試料中の抗体であり、例えば、診断試料であり、それは試料が由来する被験者の疾患又は病態を診断することができる。抗体分析物を検出するためのCROF装置は、抗体エピトープを含んでもよく、抗体分析物は捕捉剤としてそれと特異的に結合される。場合によっては、疾患又は病態は、自己免疫疾患に関連し、その自体の抗体(自己抗体)に対して自己免疫反応を誘導する。いくつかの実施形態において、対象となる抗体分析物は、抗体IgA、IgM、IgE、IgD、又はIgG抗体である。いくつかの例では、標識剤は、抗体分析物の領域に特異的に結合された部分を含み、該抗体分析物は特定のタイプの抗体に対して特異性を有する。例えば、ペプチドM、SSL7又はジャカリン(Jacalin)を含む標識剤は、IgAに特異的に結合することができ、かつタンパク質Gを含む標識剤は、IgGに特異的に結合することができる。タンパク質Lは、すべてのタイプの抗体に結合するために用いられる。 In some examples, the biomarker that can be detected by the devices, systems, and methods of the invention is an antibody in the sample, e.g., a diagnostic sample, which diagnoses a disease or condition in a subject from which the sample is derived. You can The CROF device for detecting antibody analytes may include an antibody epitope, to which the antibody analyte is specifically bound as a capture agent. In some cases, the disease or condition is associated with an autoimmune disease and induces an autoimmune response against its own antibody (autoantibodies). In some embodiments, the antibody analyte of interest is the antibody IgA, IgM, IgE, IgD, or IgG antibody. In some examples, the labeling agent comprises a moiety that is specifically bound to a region of the antibody analyte, the antibody analyte having specificity for a particular type of antibody. For example, a labeling agent comprising peptide M, SSL7 or Jacalin can specifically bind IgA, and a labeling agent comprising protein G can specifically bind IgG. Protein L is used to bind all types of antibodies.
表B4は、自己抗体標的のリストを提供し、それは、全体的に又はエピトープ断片として本発明の装置、システム、及び方法における捕捉剤として用いられて、試料中のエピトープ結合抗体分析物の量を計測し、したがって、関連する疾患又は病態、例えば自己免疫疾患を診断することができる。場合によっては、疾患又は病態は、アレルゲンに対する免疫反応に関連する。表B5は、抗原的のリストを提供し、それは、全体的に又はエピトープ断片として本発明の装置、システム、及び方法における捕捉剤として用いられて、試料中のエピトープ結合抗体分析物の量を計測し、したがって、関連する疾患又は病態、例えばアレルギーを診断することができる。特定の例では、疾患又は病態は伝染病に関連し、病原菌は、病原菌(例えば、リポ多糖類、毒素、タンパク質等)に由来する1つ以上のエピトープに対する抗体の測定量を含む情報に基づいて診断され得る。表B6は、病原菌に由来するエピトープのリストを提供し、それは、全体的に又はエピトープ断片として本発明の装置、システム、及び方法における捕捉剤として用いられて、試料中のエピトープ結合抗体分析物の量を計測し、したがって、関連する疾患又は病態、例えば感染を診断することができる。本診断方法における使用に適している他のエピトープ又は抗原は、例えば、参照文献として本明細書に組み込まれるPCT出願WO 2013164476に記載されるとおりである。本発明のCROF装置が疾患又は病態の診断に寄与するより多くの抗体分析物を捕捉して検出するために用いられることは、当業者には明らかであろう。CROF装置を配置することにより、CROF装置に存在するエピトープは交差反応性ではなく、すなわち、CROF装置に存在する多くのエピトープと非特異的に結合した抗体により結合される。 Table B4 provides a list of autoantibody targets, used in whole or as epitope fragments as capture agents in the devices, systems, and methods of the invention to quantify the amount of epitope-binding antibody analytes in a sample. It can be measured and thus diagnosed a related disease or condition, eg an autoimmune disease. In some cases, the disease or condition is associated with an immune response to the allergen. Table B5 provides a list of antigenic species, used in their entirety or as epitope fragments, as capture agents in the devices, systems, and methods of the invention to quantify the amount of epitope-binding antibody analytes in a sample. Therefore, related diseases or conditions, such as allergies, can be diagnosed. In a particular example, the disease or condition is associated with an infectious disease, and the pathogen is based on information that includes a measured amount of antibodies to one or more epitopes from the pathogen (eg, lipopolysaccharide, toxin, protein, etc.). Can be diagnosed. Table B6 provides a list of epitopes derived from pathogens, which, either in whole or as an epitope fragment, is used as a capture agent in the devices, systems, and methods of the present invention to detect epitope-binding antibody analytes in a sample. It can be quantified and thus diagnosed for a related disease or condition, such as an infection. Other epitopes or antigens suitable for use in the present diagnostic method are, for example, as described in PCT application WO 2013164476, which is incorporated herein by reference. It will be apparent to those skilled in the art that the CROF device of the present invention can be used to capture and detect more antibody analytes that contribute to the diagnosis of a disease or condition. By arranging the CROF device, the epitopes present in the CROF device are not cross-reactive, ie, bound by antibodies that non-specifically bind to many epitopes present in the CROF device.
2015年9月29日に出願された米国仮特許出願第62/234,538号の表4−6は、本方法を用いて検出され得る典型的な自己抗体エピトープ、アレルゲンエピトープ、及び病原菌に由来するエピトープのリストを(それぞれ)説明し、該出願は参照文献として本明細書に組み込まれる。 Table 4-6 of US Provisional Patent Application No. 62/234,538, filed September 29, 2015, shows typical autoantibody epitopes, allergen epitopes, and pathogens that can be detected using this method. A list of epitopes (each) is described, which application is incorporated herein by reference.
いくつかの例では、本発明の装置、システム及び方法により検出されるバイオマーカーはマイクロRNA(miRNA)バイオマーカーであり、それは疾患又は病態に関連する。下表B7は、本CROF装置(適切な相補的核酸又は他の捕捉剤と組み合わせて使用される場合)を用いて検出され得るmiRNAバイオマーカー及びその関連する疾患/病態のリストを提供する。2015年9月29日に出願された米国仮特許出願第62/234,538号の表7は、例示的なmiRNAバイオマーカー及び該miRNAを用いて診断可能な疾患のリストを説明し、該出願は参照文献として本明細書に組み込まれる。 In some examples, the biomarker detected by the devices, systems and methods of this invention is a microRNA (miRNA) biomarker, which is associated with a disease or condition. Table B7 below provides a list of miRNA biomarkers and their associated diseases/conditions that can be detected using the present CROF device (when used in combination with a suitable complementary nucleic acid or other capture agent). Table 7 of U.S. Provisional Patent Application No. 62/234,538, filed September 29, 2015, illustrates a list of exemplary miRNA biomarkers and diseases that can be diagnosed using the miRNAs, and said application. Are incorporated herein by reference.
本発明の方法はさらに検証アッセイに用いられる。例えば、検証アッセイを用いて、潜在的な疾患バイオマーカーが多くの個体にわたる疾患の有無の確実な指標であることを検証すること又は確認することができる。本方法のアッセイ時間が短く、それにより最も短い時間で複数の試料をスクリーニングするためのスループットの増加を容易にすることができる。 The method of the invention is further used in validation assays. For example, validation assays can be used to validate or confirm that potential disease biomarkers are a reliable indicator of the presence or absence of disease across many individuals. The assay time of the method is short, which can facilitate increased throughput for screening multiple samples in the shortest amount of time.
いくつかの例では、本方法は、実施用の実験室設定を必要とせずに使用することができる。同等の分析研究実験室装置と比較して、本方法は、ポータブルなハンドヘルドシステムにおいて比較可能な分析感度を提供する。いくつかの場合では、重量及び操作コストは、典型的な固定実験室装置りも低い。さらに、本方法は、医学的訓練を受けていない人による医師の処方が不要の家庭検査のための家庭環境で用いて試料中の1つ以上の分析物を検出することができる。本方法は、さらに、迅速な診断のために、臨床的な環境に、例えば、病人のまくら元、又はコスト等の理由により固定研究実験質装置が設置されていない環境に用いられてもよい。 In some examples, the method can be used without the need for a working laboratory setting. Compared to comparable analytical laboratory equipment, the method provides comparable analytical sensitivity in portable handheld systems. In some cases, weight and operating costs are lower than in typical fixed laboratory equipment. Further, the method can be used in a home environment for home testing without physician prescription by untrained persons to detect one or more analytes in a sample. The method may also be used for rapid diagnosis in a clinical environment, for example, in an environment in which a fixed research laboratory apparatus is not installed due to reasons such as the bedside of the sick or cost.
上記のように、本発明のCROF装置は、試料中の核酸を検出するために用いられる。本発明のCROF装置は、上記診断用途に加えて、様々な創薬及び研究用途に用いられてもよい。例えば、本発明のCROF装置は、多くの用途に用いられ、それは疾患又は病態(核酸の存在により、疾患又は病態用のバイオマーカーを提供する)の診断又はモニタリング、創薬標的の発見(例えば、核酸は、疾患又は病態において差次的に発現され、かつ薬物療法の標的とされ得る)、薬物スクリーニング(薬物の効果が核酸のレベルを評価することによってモニターされる)、薬物感受性(薬物感受性が核酸の特定のプロファイルに関連する)及び基礎研究(試料における核酸の存在、又は特定の実施形態での2つ以上の試料における特定の核酸の相対レベルを識別することが望ましい)の決定を含むが、それらに限定されない。 As described above, the CROF device of the present invention is used to detect nucleic acid in a sample. The CROF device of the present invention may be used for various drug discovery and research applications in addition to the above-mentioned diagnostic applications. For example, the CROF device of the present invention has many applications, including the diagnosis or monitoring of diseases or conditions (the presence of nucleic acids provides biomarkers for the disease or conditions), discovery of drug targets (eg, Nucleic acids are differentially expressed in diseases or conditions and can be targeted for drug therapy), drug screening (the effect of the drug is monitored by assessing the level of the nucleic acid), drug sensitivity (drug sensitivity is Including the determination of the presence of nucleic acids in a sample, or the relative levels of particular nucleic acids in two or more samples in certain embodiments). , But not limited to them.
特定の実施形態において、2つ以上の異なる核酸試料中の核酸の相対的なレベルは、上記方法を用いて、取得され、比較されてもよい。これらの実施形態において、上記方法から得られた結果は、通常、試料における核酸の総量(例えば、構成的RNA)に対して標準化され、比較される。これは、比率への比較、又は他の手段で実行されてもよい。特定の実施形態において、2つ以上の異なる試料の核酸プロファイルを比較して、特定の疾患又は病態に関連する核酸を識別することができる。 In certain embodiments, relative levels of nucleic acids in two or more different nucleic acid samples may be obtained and compared using the methods described above. In these embodiments, the results obtained from the above methods are typically normalized and compared to the total amount of nucleic acid (eg, constitutive RNA) in the sample. This may be done by comparison to a ratio or other means. In certain embodiments, the nucleic acid profiles of two or more different samples can be compared to identify nucleic acids associated with a particular disease or condition.
いくつかの例では、異なる試料は、「実験的」試料、すなわち、対象となる試料と、実験試料と比較可能な「対照」試料とで構成され得る。多くの実施形態において、異なる試料は、細胞型又はその断片の対であり、1つの細胞型が対象となる細胞型であり、例えば異常細胞であり、他方の細胞型が対照細胞型であり、例えば正常細胞である。細胞の2つの断片を比較する場合、断片は、通常、2つの細胞の各々からの同じ断片である。しかし、特定の実施形態において、同じ細胞の2つの断片を比較することができる。例示的な細胞型対は、例えば、通常、同じ患者からの、組織生検(例えば結腸、乳房、前立腺、肺、皮膚癌のような疾患を患わった組織、又は病原体に感染した組織等)から単離された細胞及び同じ組織からの正常細胞と、病原体に感染されたか又は治療された(例えば、ペプチド、ホルモン、変化した温度、成長条件、物理的な ストレス、細胞形質転換等のような環境的又は化学的要因)不死の組織培養で増殖した細胞(例えば、増殖性突然変異又は不死化導入遺伝子を有する細胞)及び正常細胞(例えば、不死ではなく、感染されていないか又は治療されていないことを除いて、実験細胞と同一である細胞)と、ガン、疾患、年取った哺乳動物、又はある条件に曝露された哺乳動物、及び同じ種の哺乳動物、好ましくは健康又は若年の同じ家系の哺乳動物に由来する細胞を有する哺乳動物から単離された細胞と、分化した細胞及び同じ哺乳動物からの非分化細胞と(例えば、哺乳動物において他の細胞の前駆細胞である)を含む。1つの実施形態において、タイプの異なる細胞、例えば、ニューロン及び非ニューロン細胞、又は状態の異なる細胞(例えば、細胞上の刺激の前後)は使用されてもよい。本発明の別の実施形態において、実験材料は、例えばヒト免疫不全ウイルス(HIV)等のウイルスのような病原体による感染を受けやすい細胞であり、かつ対照物質は、病原体による感染に対して耐性を有する細胞である。本発明の別の実施形態において、試料対は、幹細胞のような未分化細胞及び分化細胞によって表される。 In some examples, the different samples may be composed of an "experimental" sample, that is, a sample of interest and a "control" sample that is comparable to the experimental sample. In many embodiments, the different samples are pairs of cell types or fragments thereof, one cell type being the cell type of interest, for example abnormal cells, and the other cell type being a control cell type, For example, normal cells. When comparing two fragments of a cell, the fragment is usually the same fragment from each of the two cells. However, in certain embodiments, two fragments of the same cell can be compared. Exemplary cell type pairs are, for example, tissue biopsies, usually from the same patient (eg, colon, breast, prostate, lung, tissue with a disease such as skin cancer, or tissue infected with a pathogen, etc.). Cells isolated from and from normal cells from the same tissue and infected or treated by pathogens (eg, peptides, hormones, altered temperature, growth conditions, physical stress, cell transformation, etc. Environmental or chemical factors) Cells grown in immortal tissue culture (eg, cells with a proliferative mutation or immortalizing transgene) and normal cells (eg, not immortal, uninfected or treated). A cell that is identical to the experimental cell, except that it is not present), and a mammal that has been exposed to cancer, disease, an aged mammal, or a condition, and a mammal of the same species, preferably healthy or adolescent. Includes cells isolated from a mammal having cells of mammalian origin, a differentiated cell and an undifferentiated cell from the same mammal (eg, a precursor cell of another cell in the mammal) . In one embodiment, different types of cells may be used, eg, neuronal and non-neuronal cells, or cells in different states (eg, before and after stimulation on the cells). In another embodiment of the invention, the experimental material is a cell susceptible to infection by a pathogen, such as a virus such as human immunodeficiency virus (HIV), and the reference material is resistant to infection by the pathogen. Cells that have. In another embodiment of the invention, the sample pair is represented by undifferentiated cells and differentiated cells such as stem cells.
上述のように、本方法の態様は、試料におけるバイオマーカーのような分析物の測定量を示すレポートを提供するか又は受信することを含む。場合によっては、試料が診断試料であり、レポートは、さらに、疾患又は病態を患うリスクがないか又は低い個体におけるバイオマーカーの測定値の範囲を含んでもよく、健康な個体から得られた測定値の範囲に対する被験者から得られた診断試料中のバイオマーカーの測定量は、疾患又は病態の診断である。このような例では、被験者によって提供される試料中のバイオマーカーの測定値が健常な個体のバイオマーカーの期待値の範囲外にある場合、被験者は、疾患又は病態にかかりやすい又は疾患又は病態を患うより高い可能性を有する。場合によっては、バイオマーカーの測定量及び健康な個体から得られた値の範囲は、所定の標準に正規化されて比較を可能にする。 As mentioned above, aspects of the method include providing or receiving a report indicating a measured amount of an analyte such as a biomarker in a sample. In some cases, the sample is a diagnostic sample and the report may further include a range of biomarker measurements in individuals who are at or low risk of suffering from a disease or condition, measurements obtained from healthy individuals. The measured amount of the biomarker in the diagnostic sample obtained from the subject for the range of is a diagnosis of a disease or pathological condition. In such an example, if the measured value of the biomarker in the sample provided by the subject is outside the expected range of the biomarker of a healthy individual, the subject is prone to develop the disease or condition or has the disease or condition. Has a higher chance of suffering. In some cases, the measured amount of biomarker and range of values obtained from healthy individuals is normalized to a given standard to allow comparison.
特定の態様では、レポートは、被験者にバイオマーカーの有無、バイオマーカーの濃度、疾患又は病態の有無、被験者が疾患又は病態を患う確立又は可能性、疾患又は病態を発生させる可能性、疾患又は病態を発生させる可能性の変化、疾患又は病態の進行等を示してもよい。報告される疾患又は病態は、ガンと、関節炎のような炎症性疾患と、糖尿病のような代謝疾患と、脳卒中又は心臓発作のような虚血性疾患と、アルツハイマー病又はパーキンソン病のような神経変性疾患と、腎臓又は肝不全のような臓器不全と、過量服薬と、ストレスと、疲労と、筋肉損傷と、非侵襲的な出生前検査のような妊娠関連症状とを含むが、これらに限定されない。特定の実施形態において、レポートは、患者が措置を講じるように促すか又は推薦する指示を含み、措置を講じることは、例えば、医学的援助を求め、投薬し、動きを止め、動きを開始する等である。該レポートはアラートを含んでもよい。アラートの1つの例は、装置にエラーが検出されるか否か、又は分析物濃度が所定の閾値を超えるか否かである。レポートの内容は、テキスト、グラフ、グラフィックス、アニメーション、音響、音声、及び振動を含む任意の適切な形式で表される。 In certain aspects, the report includes the presence or absence of the biomarker in the subject, the concentration of the biomarker, the presence or absence of the disease or condition, the probability or likelihood that the subject suffers from the disease or condition, the likelihood of developing the disease or condition, the disease or condition. May indicate a change in the possibility of developing the disease, the progress of a disease or a pathological condition, and the like. Diseases or conditions reported include cancer, inflammatory diseases such as arthritis, metabolic diseases such as diabetes, ischemic diseases such as stroke or heart attack, and neurodegeneration such as Alzheimer's disease or Parkinson's disease. Diseases, organ failure such as kidney or liver failure, overdose, stress, fatigue, muscle damage, and pregnancy-related symptoms such as non-invasive prenatal testing. . In certain embodiments, the report includes instructions prompting or recommending that the patient take action, which action may include, for example, seeking medical assistance, dosing, stopping, and initiating movement. Etc. The report may include alerts. One example of an alert is if an error is detected in the device or if the analyte concentration exceeds a predetermined threshold. The content of the report is presented in any suitable format, including text, graphs, graphics, animations, sound, voice, and vibration.
特定の実施形態において、レポートは、本発明の装置、例えば、携帯電話のユーザにアクションアドバイスを提供する。このアドバイスは、1つ以上のデータセットとともに、装置(例えば、検出器+携帯電話)による検査データにしたがって与えられ、モバイル装置に予めロードされた日付、アクセス可能な記憶装置のデータを含むが、それらに限定されず、記憶装置は、ローカルで利用可能であるか、又は遠隔アクセス可能である。 In a particular embodiment, the report provides action advice to the user of a device of the invention, eg a mobile phone. This advice is given according to the test data by the device (eg detector+cell phone) together with one or more data sets and includes the date preloaded on the mobile device, the data on the accessible storage device, Without limitation, the storage device may be locally available or remotely accessible.
アドバイスは、(i)正常(よい一日)であり、(ii)頻繁に監視されるべきであること、(iii)以下のパラメータを厳密にチェックされるべきであり(そしてパラメータをリストする)、(iv)被験者の特定のパラメータが境界線にあるため、毎日チェックするべきであること、(v)特定のパラメータが閾値を上回っているため、特定の日数以内に受診するべきであること、(vi)すぐに受診するべきであること、及び(vii)すぐに救急処置室に行くべきであることのいずれかを含むが、これらに限定されない。 Advice is (i) normal (good day), (ii) should be monitored frequently, (iii) the following parameters should be rigorously checked (and list the parameters) , (Iv) certain parameters of the subject are on the border and should be checked daily, (v) certain parameters are above the threshold and should be seen within a certain number of days, This includes, but is not limited to, either (vi) to be seen immediately and (vii) to go to the emergency room immediately.
いくつかの実施形態において、被験者が受診するか又は救急処置室に行く必要があると装置により判断する場合、装置は、このような要求を医師及び救急処置室に自動的に送信する。 In some embodiments, if the device determines that the subject needs to visit or go to the emergency room, the device automatically sends such a request to the physician and the emergency room.
いくつかの実施形態において、装置により自動的に送信された要求が医師又は救急処置室により応答されない場合、装置は所定の時間間隔で要求を繰り返し送信する。 In some embodiments, if the request automatically sent by the device is not answered by the doctor or the emergency room, the device repeatedly sends the request at predetermined time intervals.
特定の実施形態において、レポートは、被験者によって提供された試料から得られた情報に基づくアドバイスと被験者の健康履歴又はプロフィールに基づくいずれかの禁忌との間に生じる可能性のある衝突についての警告を提供してもよい。 In certain embodiments, the report warns of possible conflicts between advice based on information obtained from samples provided by the subject and any contraindications based on the subject's health history or profile. May be provided.
特定の実施形態において、本方法は、被験者によって提供される試料中のバイオマーカーの測定量を含む情報に基づいて被験者を診断するステップを含む。試料中の計測されたバイオマーカーに関するデータ(例えば、バイオマーカーのタイプ、試料におけるバイオマーカーの量)に加えて、被験者の診断に使用される情報は、被験者の年齢、性別、身長、体重、又は個人及び/もしくは家族の病歴等を含むが、これらに限定されない被験者に関連する他のデータも含んでもよい。 In certain embodiments, the method comprises diagnosing the subject based on information provided by the subject, including the measured amount of the biomarker in the sample. In addition to data regarding measured biomarkers in a sample (eg, biomarker type, amount of biomarker in the sample), information used to diagnose the subject may be the subject's age, gender, height, weight, or Other data related to the subject, including but not limited to personal and/or family medical history, may also be included.
いくつかの実施形態において、診断するステップは、バイオマーカーの測定量を含むデータを遠隔地に送信し、遠隔地から診断を受信することを含む。CROF装置により検出されたバイオマーカーを含む情報に基づいて被験者を診断することは、いずれかの適切な手段により達成してもよい。特定の実施形態において、診断は、被験者とともに位置するか又は遠隔地に位置してもよい医療専門家により行われる。他の実施形態において、医療専門家は、遠隔地又は被験者の位置とは異なる第三位置で装置により送信されたデータにアクセスする。医療専門家は、ヘルスケアシステムに関連付けられている個人又は団体を含んでもよい。医療専門家は、医療従事者であってもよい。医療専門家は、医者であってもよい。医療専門家は、予防的、治療的、促進的、又はリハビリ的なヘルスケアサービスを、個人、家庭、及び/又は地域社会に系統的に提供する個人又は機関であってもよい。医療専門家の例は、医師(一般開業医及び専門家を含む)、歯科医、医師助手、看護師、助産師、薬理学者/薬剤師、栄養士、セラピスト、心理学者、指圧師、臨床職員、理学療法士、採血専門家、作業療法士、検眼医、救急医療技師、医療補助員、医療検査技術者、医療補綴技術者、レントゲン技師、ソーシャルワーカー、各種のヘルスケアサービスを提供するために訓練された多種多様な人材を含んでもよい。医療専門家は、処方箋を書くことが認可されてもよいか又は認可されなくてもよい。医療専門家は、病院、ヘルスケアセンター及び他のサービス提供ポイント、又は学術的訓練、研究、及び管理で働くか又はそれらに属してもよい。いくつかの医療専門家は、民家で患者にケア及び治療サービスを提供してもよい。コミュニティーの保健医療労働者は、正式なヘルスケア機関外で働いてもよい。ヘルスケアサービス、診療記録の管理者と医療情報技術者及びその他の支援労働者は、医療専門家であってもよいか又は医療提供者に属してもよい。 In some embodiments, the diagnosing step comprises transmitting data including a measured amount of biomarkers to a remote location and receiving the diagnosis from the remote location. Diagnosing a subject based on information including biomarkers detected by a CROF device may be accomplished by any suitable means. In certain embodiments, diagnosis is performed by a medical professional who may be located with the subject or may be located remotely. In another embodiment, the medical professional accesses the data transmitted by the device at a remote location or a third location different from the subject's location. Medical professionals may include individuals or organizations associated with a healthcare system. The health care professional may be a health care professional. The medical professional may be a doctor. A health care professional may be an individual or institution that systematically provides preventative, curative, facilitative, or rehabilitative health care services to individuals, families, and/or communities. Examples of medical professionals are doctors (including general practitioners and specialists), dentists, physician assistants, nurses, midwives, pharmacologists/pharmacists, dietitians, therapists, psychologists, shiatsu, clinical staff, physiotherapy. Trained to provide medical professionals, blood sampling specialists, occupational therapists, optometrists, emergency medical technicians, medical assistants, medical examination technicians, medical prosthesis technicians, x-ray technicians, social workers, and various healthcare services. It may include a wide variety of human resources. The medical professional may or may not be authorized to write a prescription. Medical professionals may work in or belong to hospitals, healthcare centers and other service delivery points, or academic training, research, and management. Some medical professionals may provide care and treatment services to patients in private homes. Community health workers may work outside formal health care institutions. Health care services, health record managers and health information technicians, and other support workers may be health care professionals or may belong to health care providers.
いくつかの実施形態において、医療専門家は、被験者に馴染んでいるか又は被験者と連絡している可能性がある。被験者は、医療専門家の患者であってもよい。いくつかの例では、医療専門家は、被験者が臨床検査を受けるように指示してもよい。一例では、医療専門家は、被験者のプライマリケア医であってもよい。医療専門家は、被験者(一般開業医及び専門家を含む)用のいずれかのタイプの医師であってもよい。 In some embodiments, the medical professional may be familiar with or in contact with the subject. The subject may be a medical professional patient. In some examples, a medical professional may instruct a subject to undergo a clinical examination. In one example, the medical professional may be the subject's primary care physician. The medical professional may be any type of physician for the subject, including general practitioners and specialists.
したがって、医療専門家は、CROF装置からの光信号を取得した装置により生成されたレポート又は装置から送信されたデータ及び/又は遠隔地で実行された分析の結果を分析するか又はレビュしてもよい。特定の実施形態において、医療専門家は、装置により送信されたデータ及び/又は遠隔地で分析されたデータに基づいた指示又は推奨を被験者に送信してもよい。 Thus, the medical professional may also analyze or review the reports generated by the device that captured the optical signal from the CROF device or the data transmitted from the device and/or the results of the analysis performed at the remote location. Good. In certain embodiments, the medical professional may send instructions or recommendations to the subject based on the data sent by the device and/or the data analyzed remotely.
環境検査
上に要約したように、本発明の装置、システム及び方法は、環境試料、例えば、水、土壌、産業廃棄物等の試料における環境マーカーの有無を分析するために用いられてもよい。環境マーカーは、捕捉剤で構成されたCROF装置内の環境マーカーに特異的に結合する捕捉剤により捕捉され得る以下の表B8に示されるようないずれかの適切なマーカーであってもよい。環境試料は、川、海、湖、雨、雪、汚水、汚水処理排水、農業排水、工業排水、水道水、又は飲料水等のいずれかの適切な供給源から得てもよい。いくつかの実施形態において、試料中の環境マーカーの有無又は定量レベルは、試料が得られた環境の状態を示してもよい。場合によっては、環境マーカーは、環境に暴露されるヒト、伴侶動物、植物等に有毒であるか又は有害である物質であってもよい。場合によっては、環境マーカーは、環境に曝露されるいくつかの個体においてアレルギー反応を引き起こしてもよいアレルゲンであってもよい。場合によっては、試料における環境マーカーの有無又は定量レベルは、環境の健康全般と相関する可能性がある。このような場合、環境の健康全般は、数週間、数ヶ月月、数年間、又は数十年間のような期間にわたって計測されてもよい。
Environmental Testing As summarized above, the devices, systems and methods of the present invention may be used to analyze the presence or absence of environmental markers in environmental samples, such as water, soil, industrial waste and the like. The environmental marker may be any suitable marker as shown in Table B8 below that can be captured by a capture agent that specifically binds to the environmental marker in a CROF device composed of a capture agent. Environmental samples may be obtained from any suitable source such as rivers, seas, lakes, rain, snow, sewage, wastewater treatment wastewater, agricultural wastewater, industrial wastewater, tap water, or drinking water. In some embodiments, the presence or level of quantitation of environmental markers in a sample may indicate the state of the environment in which the sample was obtained. In some cases, the environmental marker may be a substance that is toxic or harmful to humans, companion animals, plants, etc. exposed to the environment. In some cases, the environmental marker may be an allergen that may cause an allergic reaction in some individuals exposed to the environment. In some cases, the presence or level of quantitation of environmental markers in a sample may correlate with overall environmental health. In such cases, overall environmental health may be measured over a period such as weeks, months, years, or decades.
いくつかの実施形態において、本発明の装置、システム及び方法は、さらにレポートを受信するか又は提供することを含み、レポートは、試料が環境マーカーの測定量を含む情報に基づいて得られた環境に曝される被験者の安全性又は有害性を示す。環境の安全リスク又は健康を評価するために用いられる情報は、環境マーカーのタイプ及び測定量以外のデータを含んでもよい。これらの他のデータは、位置、高度、温度、日/月/年の時間、圧力、湿度、風向と速度、天気等を含んでもよい。このデータは、所定の期間(数分間、数時間、数日間、数週間、数ヶ月、数年間等)にわたる平均値もしくは傾向、又はより短い期間(数ミリ秒間、数秒間、数分間等)にわたる瞬時値を表してもよい。 In some embodiments, the devices, systems and methods of the present invention further include receiving or providing a report, wherein the report is based on information obtained based on information including a measured amount of environmental markers. Indicates the safety or harm of subjects exposed to. The information used to assess the environmental safety risk or health may include data other than the type and measure of environmental markers. These other data may include location, altitude, temperature, time of day/month/year, pressure, humidity, wind direction and speed, weather, etc. This data can be averages or trends over a given period of time (minutes, hours, days, weeks, months, years, etc.), or over shorter time periods (milliseconds, seconds, minutes, etc.). It may represent an instantaneous value.
このレポートは、CROF装置を読み取るように構成された装置により生成されてもよいか、あるいは環境マーカーの測定量を含むデータを送信する際に遠隔地で生成されてもよい。場合によっては、専門家は、遠隔地にいるか又は遠隔地に送信されたデータにアクセスしてもよく、かつデータを分析するか又はレビューしてレポートを生成してもよい。専門家は、米国疾病対策センター(CDC)又は米国環境保護庁(EPA)のような政府機関、大学のような研究機関、又は私企業での科学者又は管理者であってもよい。特定の実施形態において、専門家は、装置により送信されたデータ及び/又は遠隔地で分析されたデータに基づいた指示又は推奨をユーザに送信してもよい。 This report may be generated by a device configured to read the CROF device, or it may be generated at a remote location when transmitting data including measured quantities of environmental markers. In some cases, an expert may have access to data at or transmitted to a remote location and may analyze or review the data to generate a report. The expert may be a government agency such as the Centers for Disease Control and Prevention (CDC) or the US Environmental Protection Agency (EPA), a research institute such as a university, or a scientist or manager at a private company. In certain embodiments, the expert may send instructions or recommendations to the user based on the data sent by the device and/or the data analyzed remotely.
2015年9月29日に出願された米国仮特許出願第62/234,538号の表8は、例示的な環境マーカーのリストを説明し、該出願は参照文献として本明細書に組み込まれる。 Table 8 of U.S. Provisional Patent Application No. 62/234,538, filed September 29, 2015, illustrates a list of exemplary environmental markers, which application is incorporated herein by reference.
食品検査
上に要約したように、本発明の装置、システム、及び方法は、食品試料、例えば、未加工食品、加工食品、調理済食品、飲料水等の試料における食品マーカーの有無を分析するために用いられてもよい。食品マーカーは、捕捉剤で構成されたCROF装置内の食品マーカーに特異的に結合する捕捉剤により捕捉され得る以下の表B9に示されるようないずれかの適切なマーカーであってもよい。環境試料は、水道水、飲料水、加工調理済食品、調理済食品、又は未加工食品等のいずれかの適切な供給源から得られてもよい。いくつかの実施形態において、試料中の食品マーカーの有無又は定量レベルは、食品が消費された場合、被験者に対する安全性又は有害性を示してもよい。いくつかの実施形態において、食品マーカーは、試料が得られた食物における生物の存在を示す病原性生物又は微生物に由来する物質である。いくつかの実施形態において、食品マーカーは、被験者により消費されると、毒性又は有害物質である。いくつかの実施形態において、食品マーカーは、生理活性化合物であってもよく、それは被験者により消費されると、意図せずに、又は意外に生理機能を変えてもよい。いくつかの実施形態において、食品マーカーは、食品が得られた方法(栽培、獲得、捕獲、収穫、加工、調理等)を示す。いくつかの実施形態において、食品マーカーは、食品の栄養成分を示す。いくつかの実施形態において、食品マーカーはアレルゲンであり、該アレルゲンは、試料が得られた食品が被験者により消費されると、アレルギー反応を誘導する可能性がある。
Food Testing As summarized above, the devices, systems and methods of the present invention are for analyzing the presence or absence of food markers in food samples, such as raw foods, processed foods, cooked foods, drinking water, and the like. May be used for. The food marker can be any suitable marker as shown in Table B9 below that can be captured by a capture agent that specifically binds to the food marker in a CROF device composed of a capture agent. Environmental samples may be obtained from any suitable source such as tap water, drinking water, prepared foods, prepared foods, or raw foods. In some embodiments, the presence or quantitative level of food markers in the sample may indicate safety or harm to the subject when the food is consumed. In some embodiments, the food marker is a substance from a pathogenic organism or microorganism that indicates the presence of the organism in the food from which the sample was obtained. In some embodiments, a food marker is a toxic or harmful substance when consumed by a subject. In some embodiments, the food marker may be a bioactive compound, which may unintentionally or unexpectedly alter physiology when consumed by a subject. In some embodiments, the food marker indicates how the food was obtained (cultivation, acquisition, harvesting, harvesting, processing, cooking, etc.). In some embodiments, the food marker indicates a nutritional component of the food. In some embodiments, the food marker is an allergen, which can induce an allergic reaction when the food from which the sample was obtained is consumed by the subject.
いくつかの実施形態において、本発明の装置、システム、及び方法はさらに、レポートを受信するか又は提供することを含み、レポートは、試料が食品マーカーの測定レベルを含む情報に基づいて得られた食品を消費する被験者の安全性又は有害性を示す。消費用の食品の安全性を評価するために使用される情報は、食品マーカーのタイプ及び測定量以外のデータを含んでもよい。これらの他のデータは、消費者に関連するいずれかの健康状態(アレルギー、妊娠、慢性又は急性疾患、現在の処方薬等)を含んでもよい。 In some embodiments, the devices, systems, and methods of the present invention further include receiving or providing a report, wherein the report was obtained based on information including a measured level of food markers. Indicates the safety or harm of a subject who consumes food. The information used to assess the safety of food for consumption may include data other than food marker type and measured quantity. These other data may include any health condition associated with the consumer (allergy, pregnancy, chronic or acute illness, current prescription drug, etc.).
このレポートは、CROF装置を読み取るように構成された装置により生成されてもよいか、あるいは食品マーカーの測定量を含むデータを送信する際に遠隔地で生成されてもよい。場合によっては、食品安全専門家は、遠隔地にいるか又は遠隔地に送信されたデータにアクセスしてもよく、かつデータを分析するか又はレビューしてレポートを生成してもよい。食品安全専門家は、米国食品医薬品局(FDA)又は米国疾病対策センター(CDC)のような政府機関、大学のような研究機関、又は私企業での科学者又は管理者であってもよい。特定の実施形態において、食品安全専門家は、装置により送信されたデータ及び/又は遠隔地で分析されたデータに基づいた指示又は推奨をユーザに送信してもよい。 This report may be generated by a device configured to read the CROF device, or it may be generated at a remote location when transmitting data including a measure of a food marker. In some cases, a food safety professional may access data that is at or transmitted to a remote location and may analyze or review the data to generate a report. The food safety expert may be a government agency such as the US Food and Drug Administration (FDA) or the Centers for Disease Control and Prevention (CDC), a research institute such as a university, or a scientist or manager at a private company. In certain embodiments, the food safety professional may send instructions or recommendations to the user based on the data sent by the device and/or the data analyzed remotely.
2015年9月29日に出願された米国仮特許出願第62/234,538号の表8は、例示的な食品マーカーのリストを説明し、該出願は参照文献として本明細書に組み込まれる。 Table 8 of U.S. Provisional Patent Application No. 62/234,538, filed September 29, 2015, illustrates a list of exemplary food markers, which application is incorporated herein by reference.
キット
本開示の態様は、上記本発明の装置、システム、及び方法を実行するために用いられるキットを含む。特定の実施形態において、キットは、分析物に特異的に結合するように構成されたCROF装置を含み、例えば、分析物は、表B1、B2、B3、B7、B8、B9又は表B4、B5、及びB6に列挙されたエピトープに特異的に結合する抗体分析物から選択される。特定の実施形態において、キットは、携帯電話のようなハンドヘルドデバイスを用いて本方法を実施するための使用説明書を含む。これらの使用説明書は、様々な形態で本キットに存在してもよく、そのうちの1つ以上の形態がキットに存在してもよい。これらの使用説明書の1つの形態は、情報が印刷された1枚以上の紙のような適切な媒体又は基材上に印刷された情報として、キットのパッケージング、パッケージインサート等に存在してもよい。別の手段は、情報が記録又は格納されたコンピュータ可読媒体、例えば、フロッピーディスク、CD、DVD、ブルーレイ、コンピュータ可読メモリ等である。存在する可能性があるさらに他の手段は、削除されたサイトでの情報にインターネットを介してアクセスしてもよいウェブサイトのアドレスである。キットは、本明細書に記載されるように、さらにコンピュータ可読媒体に提供される装置上の分析物を計測するための方法を実施するためのソフトウェアを含んでもよい。いずれかの便利な手段はキットに存在してもよい。
Kits Aspects of the present disclosure include kits used to carry out the devices, systems, and methods of the invention described above. In certain embodiments, the kit comprises a CROF device configured to specifically bind to the analyte, eg, the analyte is in Table B1, B2, B3, B7, B8, B9 or Table B4, B5. , And antibody analytes that specifically bind to the epitopes listed in B6. In a particular embodiment, the kit includes instructions for performing the method with a handheld device such as a cell phone. These instructions may be present in the kit in various forms, one or more of which may be present in the kit. One form of these instructions for use is as information printed on a suitable medium or substrate, such as one or more sheets of printed information, on the packaging of the kit, package insert, etc. Good. Another means is a computer readable medium having information recorded or stored thereon, such as a floppy disk, CD, DVD, Blu-ray, computer readable memory or the like. Yet another means that may exist is the address of a website that may access information at the deleted site via the Internet. The kit may further include software for performing the method for measuring an analyte on a device provided on a computer-readable medium as described herein. Any convenient means may be present in the kit.
いくつかの実施形態において、キットは、対象となる分析物に特異的に結合する蛍光標識された抗体又はオリゴヌクレオチドのような検出可能な標識を含み、対象となる分析物を標識するための検出剤を含む。検出剤は、CROF装置とは別の容器に提供されてもよいか、あるいはCROF装置に提供されてもよい。 In some embodiments, the kit comprises a detectable label, such as a fluorescently labeled antibody or oligonucleotide that specifically binds to the analyte of interest, for detection to label the analyte of interest. Including agents. The detection agent may be provided in a container separate from the CROF device, or may be provided in the CROF device.
いくつかの実施形態において、キットは、試料で検出される既知の検出可能な量の分析物を含む対照試料を含む。対照試料は、容器内に提供されてもよく、かつ既知の濃度で溶液内に存在してもよいか、あるいは凍結乾燥又は冷凍乾燥のような乾燥形態で提供されてもよい。キットは、さらにそれが乾燥形態で提供される場合、対照試料を溶解するのに使用するための緩衝液を含んでもよい。 In some embodiments, the kit comprises a control sample containing a known detectable amount of analyte detected in the sample. The control sample may be provided in a container and may be present in solution at a known concentration, or may be provided in a dry form such as lyophilized or lyophilized. The kit may further include a buffer for use in dissolving the control sample when it is provided in dry form.
25 血液検査
本発明の適用のいくつかの例示的な実施形態は、スマートフォンを使用して血球を簡単かつ迅速に計数する。
25 Blood Tests Some exemplary embodiments of the application of the present invention simply and quickly count blood cells using a smartphone.
いくつかの実施形態において、第1のプレート及び第2のプレートは、相対的に平坦な表面の薄いスライドガラス(例えば0.2mmの厚さ)又は薄いプラスチックフィルム(例えば15mmの厚さ)から選択され、各々は約0.5cm〜10cmの長さと幅を有する領域を有する。スペーサは、ガラス、プラスチック、又はプレス下で大きく変形しない他の材料で作られている。試料付着の前に、スペーサは、第1のプレート、第2のプレート又はその両方に配置され、第1のプレート、第2のプレート又はその両方に血液計数(染色色素及び/又は抗凝血剤)を促進する試薬は任意に被覆される。第1のプレート及び第2のプレートは、輸送を容易にしかつ保存期間を長くにするためバッグに任意に封入され得る。 In some embodiments, the first plate and the second plate are selected from relatively flat surface thin glass slides (eg 0.2 mm thick) or thin plastic films (eg 15 mm thick). And each has a region having a length and width of about 0.5 cm to 10 cm. The spacers are made of glass, plastic, or other material that does not significantly deform under the press. Prior to sample attachment, spacers are placed on the first plate, the second plate, or both, and the blood count (staining dye and/or anticoagulant on the first plate, the second plate, or both). ) Promoting reagents are optionally coated. The first plate and the second plate can optionally be enclosed in a bag to facilitate shipping and extend shelf life.
血球計数検査では、わずかな約1uL(マイクロリットル)(又は約0.1uL〜3uL)の血液は、指又は他の人体位置から取られる試料に対して必要である。血液試料は、希釈せずに、人体(例えば、指)から第1のプレート及び第2のプレートに直接付着し得る。次に、第1のプレートと第2のプレートを互いに向かい合わせることにより、血液試料は第1のプレートと第2のプレートの内面の間にある。いずれかの試薬が予め付着する(染色色素又は抗凝血剤)場合、それらは試料と混合するために内面に付着する。次いで、第1のプレート及び第2のプレートは、指又は簡単な機械的装置(例えば、ばねを用いてプレスするクリップ)によりプレスされる。プレス下で、内側の間隔は減少し、減少は、最終的にスペーサの高さにより設定された値で停止し、最終的な試料の厚さに達し、該最終試料の厚さは最終的な内部間隔に等しい。最終的な内部間隔が既知であるので、最終的な試料の厚さは既知になり、すなわちこの方法で定量化(計測)される。 For hemocytometry, only about 1 uL (microliter) (or about 0.1 uL to 3 uL) of blood is required for a sample taken from a finger or other body location. The blood sample can be directly applied to the first plate and the second plate from the human body (eg, finger) without dilution. The blood sample is then between the inner surfaces of the first and second plates by facing the first and second plates together. If either reagent is pre-deposited (staining dye or anticoagulant), they will be deposited on the inner surface for mixing with the sample. The first plate and the second plate are then pressed by fingers or a simple mechanical device (e.g., a spring pressing clip). Under the press, the inner spacing decreases, the reduction finally stops at the value set by the height of the spacer, and reaches the final sample thickness, which is the final sample thickness. Equal to the internal spacing. Since the final internal spacing is known, the final sample thickness is known, ie quantified (measured) in this way.
血液試料が希釈されていない場合、プレス(試料変形)後に、したがって、スペーサ及び最終的な試料の厚さは薄く、例えば、1μmよりも小さい、2μmよりも小さい、3μmよりも小さい、4μmよりも小さい、5μmよりも小さい、7μmよりも小さい、10μmよりも小さい、15μmよりも小さい、20μmよりも小さい、30μmよりも小さい、40μmよりも小さい、50μmよりも小さい、60μmよりも小さい、80μmよりも小さい、100μmよりも小さい、150μmよりも小さい、又はこれらの値のいずれか2つの間のいずれかの範囲にある。最終的な試料の厚さが厚い場合、画像化中に多くの赤血球が重なり合う可能性があることで、細胞計数が不正確になる可能性があるので、薄い最終的な試料は有用である可能性がある。例えば、厚さが約4μmの希釈無しの全血は、約1層の血液赤血球を与える。 If the blood sample is not diluted, then after pressing (sample deformation), the thickness of the spacer and the final sample is thin, eg less than 1 μm, less than 2 μm, less than 3 μm, less than 4 μm. Small, less than 5 μm, less than 7 μm, less than 10 μm, less than 15 μm, less than 20 μm, less than 30 μm, less than 40 μm, less than 50 μm, less than 60 μm, less than 80 μm Smaller, smaller than 100 μm, smaller than 150 μm, or in any range between any two of these values. If the final sample is thick, many red blood cells can overlap during imaging, which can lead to inaccurate cell counts, so a thin final sample can be useful. There is a nature. For example, undiluted whole blood with a thickness of about 4 μm gives about one layer of blood red blood cells.
プレス後、試料は、スマートフォンにより、直接的に、又は追加の光学素子(例えば、必要なレンズ、フィルタ、又は光源)を介して画像化されてもよい。試料の画像は、細胞のタイプ及び細胞の数量を識別するために処理される。画像処理は、画像を撮る同じスマートフォンにおいてローカルで行うことができるか、又はリモートで行うことができるが、最終的な結果はスマートフォンに送信される(画像は遠隔地に送信され、かつそこで処理される)。スマートフォンは、特定の細胞の細胞番号を示す。場合によっては、特定のアドバイスを表示する。アドバイスは、検査の前にスマートフォンに格納されるか又はリモートマシン又は専門家に由来することができる。 After pressing, the sample may be imaged by the smartphone directly or via additional optics (eg required lenses, filters, or light sources). The image of the sample is processed to identify cell types and cell numbers. The image processing can be done locally on the same smartphone that takes the image or remotely, but the final result is sent to the smartphone (the image is sent to a remote location and processed there). ). The smartphone indicates the cell number of the specific cell. In some cases, displaying specific advice. The advice can be stored on the smartphone prior to the examination or can come from a remote machine or an expert.
特定の実施形態において、セクション5(試薬混合)に記載された方法及び装置を用いて試薬を第1のプレート及び/又は第2のプレートの内面に置く。 In certain embodiments, the methods and apparatus described in Section 5 (Reagent Mixing) are used to deposit the reagents on the inner surface of the first plate and/or the second plate.
血液検査用の装置又は方法は、(a)本明細書に記載された段落における装置又は方法と、(b)閉鎖構成でのプレート間隔(すなわち、2つのプレートの内面の間の距離)又はそのような間隔の使用とを含み、プレート間隔における未希釈の全血は、赤血球(RBC)の横方向の平均細胞間距離がRBCのディスク形状の平均直径よりも大きい。 Devices or methods for blood testing include (a) the device or method in the paragraphs described herein, and (b) the plate spacing in the closed configuration (ie, the distance between the inner surfaces of two plates) or its Including the use of such spacing, the undiluted whole blood in the plate spacing has an average lateral intercellular distance of red blood cells (RBCs) greater than the average diameter of the disc-shaped RBCs.
非球形細胞の配向を配列するための装置又は方法は、(a)本明細書に記載された装置又は方法と、(b)閉鎖構成でのプレート間隔(すなわち、2つのプレートの内面の間の距離)又はそのような間隔の使用とを含み、間隔は、その長さ方向(長さ方向は細胞の最大寸法方向である)に細胞の平均サイズよりも小さい。このような配列は、試料体積(例えば、赤血球体積)の測定値を改善することができる。 Devices or methods for aligning the orientation of non-spherical cells include (a) the devices or methods described herein and (b) the plate spacing in a closed configuration (ie, between the inner surfaces of two plates). Distance) or the use of such spacing, where the spacing is less than the average size of the cells in its lengthwise direction, which is the direction of greatest dimension of the cells. Such an array can improve the measurement of sample volume (eg, red blood cell volume).
本発明では、血液検査中の分析物は、タンパク質マーカーを含み、タンパク質マーカーのリストは、米国臨床化学協会のウェブサイトで見つけることができる)。 In the present invention, the analyte in the blood test contains protein markers, a list of protein markers can be found on the American Society of Clinical Chemistry website).
26 パッケージ
本発明の別の態様は、使用される試薬の寿命を延ばし、かつ使用を容易にするパッケージングに関する。
26 Packaging Another aspect of the present invention relates to packaging that extends the life and ease of use of the reagents used.
いくつかの実施形態において、試薬を有するか又は有さないCROFにおけるプレートはパッケージに置かれ、1つのパッケージに1つのプレートを置くか又は1つのパッケージに1つ以上のプレートを置く。1つの実施形態において、第1のプレート及び第2のプレートは、使用前に異なるパッケージにパッケージングされる。 In some embodiments, the plates in CROF with or without reagents are placed in a package, one plate in one package or one or more plates in one package. In one embodiment, the first plate and the second plate are packaged in different packages before use.
いくつかの実施形態において、異なるアッセイは、共通の第1のプレート又は共通の第2のプレートを共有する。いくつかの実施形態において、各パッケージは密閉されている。いくつかの実施形態において、密閉は、パッケージの外部の空気、化学薬品、湿気、汚染物、又はそれらのいずれかの組み合わせがパッケージの内部に入るのを防止するために用いられる。いくつかの実施形態において、パッケージは、真空密閉されているか又は窒素ガス又は内部ガスで充填されている。いくつかの実施形態において、プレート及び/又は試薬(捕捉剤、検出剤などを含む)の保存期間を延ばすことができる材料は、プレートとともにパッケージ内にパッケージングされる。 In some embodiments, the different assays share a common first plate or a common second plate. In some embodiments, each package is hermetically sealed. In some embodiments, the seal is used to prevent air, chemicals, moisture, contaminants, or any combination thereof outside the package from entering the interior of the package. In some embodiments, the package is vacuum sealed or filled with nitrogen gas or internal gas. In some embodiments, materials that can extend the shelf life of the plate and/or reagents (including capture agents, detection agents, etc.) are packaged with the plate in a package.
いくつかの実施形態において、パッケージ材料が薄い層の形態であるので、パッケージは人間の手により容易に引き裂かれ得る。 In some embodiments, the packaging material is in the form of a thin layer so that the package can be easily torn by a human hand.
27 Poc、スマートフォン、及びネットワーク
本発明の一態様は、被験者の健康状態を監視する方法に関し、前記方法は、被験者から提供された試料を、試料を表す出力を示するように構成されたCROFベースの検出器に適用し、検出器の出力を入力データとして取得し、入力データを分析してレポートを生成するように構成された装置で検出器の出力を処理し、そしてレポートを受信することを含む。信号増強検出器は、迅速に検出し、読みやすく(例えば、スマートフォンで従来の大型の典型的なリーダを置換する)かつコストが低いという利点を提供する。
27 Poc, smartphone, and network One aspect of the present invention relates to a method of monitoring the health of a subject, the method comprising: providing a sample provided by the subject, a CROF-based device configured to exhibit an output representative of the sample. Applied to a detector, taking the detector output as input data, processing the detector output with a device configured to analyze the input data and generate a report, and receive the report. Including. Signal-enhanced detectors offer the advantage of being quick to detect, easy to read (e.g. replacing traditional large typical readers with smartphones) and low cost.
体液
特定の実施形態において、試料は異なる液体又は固体の試料を含むことができる。いくつかの例において、試料は被験者からの体液試料であってもよい。いくつかの例において、固体又は半固体の試料を提供してもよい。これらの試料は被験者から採取される組織及び/又は細胞を含んでもよい。試料は生体試料であってもよい。生物学的試料の例は、血液、血清、血漿、鼻腔スワブ、鼻咽頭洗浄液、唾液、尿、胃液、脊髄液、涙、便、粘液、汗、耳あか、油、腺分泌物、脳脊髄液、組織、精液、膣液、腫瘍組織由来の間質液、眼液、脊髄液、咽頭スワブ、呼吸、髪、指の爪、皮膚、生検、胎盤液、羊水、臍帯血、リンパ液、腔液、痰、膿、微生物叢、胎便、母乳、及び/又は他の排泄物を含むことができるが、それらに限定されない。試料は鼻咽頭洗浄液を含んでもよい。鼻スワブ、咽頭スワブ、大便試料、髪、指の爪、耳あか、呼気、及び他の固体、半固体、又は液体試料は例えば一定又は可変の時間量で分析前に抽出緩衝液中に処理してもよい。場合によっては、抽出緩衝液又はその等分試料は次に他の液体試料做と同様に処理されてもよい。被験者の組織試料の例は、結締組織、筋肉組織、神経組織、上皮組織、軟骨、癌性試料、又は骨を含むが、それらに限定されない。
Body fluids In certain embodiments, the samples can include different liquid or solid samples. In some examples, the sample may be a body fluid sample from the subject. In some examples, a solid or semi-solid sample may be provided. These samples may include tissues and/or cells taken from the subject. The sample may be a biological sample. Examples of biological samples are blood, serum, plasma, nasal swabs, nasopharyngeal lavage fluid, saliva, urine, gastric juice, spinal fluid, tears, stool, mucus, sweat, earwax, oil, glandular secretions, cerebrospinal fluid. , Tissue, semen, vaginal fluid, tumor tissue-derived interstitial fluid, ocular fluid, spinal fluid, pharyngeal swab, respiration, hair, fingernail, skin, biopsy, placental fluid, amniotic fluid, cord blood, lymph fluid, cavity fluid , But not limited to, sputum, pus, microbiota, meconium, breast milk, and/or other excrements. The sample may include a nasopharyngeal wash. Nasal swabs, pharyngeal swabs, stool samples, hair, fingernails, ear lobes, exhaled breaths, and other solid, semi-solid, or liquid samples are processed, for example, in an extraction buffer prior to analysis for a fixed or variable amount of time. You may. In some cases, the extraction buffer or an aliquot thereof may then be treated like any other liquid sample. Examples of tissue samples of a subject include, but are not limited to, tightened tissue, muscle tissue, nerve tissue, epithelial tissue, cartilage, cancerous samples, or bone.
特定の実施形態において、被験者は、ヒト又は非ヒトの動物であってもよい。被験者は、哺乳動物、脊椎動物、例えば、ネズミ、サル、ヒト、家畜、スポーツ動物、又はペットであってもよい。いくつかの実施形態において、被験者は患者であってもよい。他の実施形態において、被験者は、疾患と診断されてもよいか又は被験者は疾患と診断されなくてもよい。いくつかの実施形態において、被験者は健康な被験者であってもよい。 In particular embodiments, the subject may be a human or non-human animal. The subject may be a mammal, a vertebrate, such as a mouse, monkey, human, livestock, sport animal, or pet. In some embodiments, the subject can be a patient. In other embodiments, the subject may be diagnosed with the disease or the subject may not be diagnosed with the disease. In some embodiments, the subject may be a healthy subject.
装置の読み取り
以上要約したように、本方法の態様は、検出器の出力を入力データとして取得し、入力データを処理してレポートを生成するように構成された装置を用いて信号増強検出器の出力を処理することを含む。検出器の出力を入力データとして取得し、入力データを処理してレポートを生成するのに適した任意の装置を使用することができる。いくつかの実施形態において、装置は、入力データとして光検出器の出力を取得するように構成された光記録装置を含む。場合によっては、光記録装置は、デジタルカメラのようなカメラである。用語「デジタルカメラ」とは、光学画像を形成するための撮像レンズシステム、光学画像を電気信号に変換するための画像センサ及び他の部品を備えた撮像装置を主部品として含む任意のカメラであり、そのようなカメラの例は、デジタルスチルカメラ、デジタルムービーカメラ及びウェブカメラ(すなわち、ネットワークに直接接続されたものと、情報処理能力を有するパーソナルコンピュータのような装置を介してネットワークに接続されたものとの両方を含む画像の交換を可能にするために、ネットワークに接続された装置に公的に又は私的に接続されたカメラ)を含む。一例において、入力データは、経時的な変化を捕捉できるビデオ撮像を含むことができる。例えば、ビデオを取得して試料の動的変化に関する評価を提供することができる。
Device Readings As summarized above, aspects of the method include the use of a device configured to take the output of a detector as input data and process the input data to generate a report of a signal enhanced detector. Including processing the output. Any device suitable for taking the output of the detector as input data and processing the input data to generate a report can be used. In some embodiments, the device includes an optical recording device configured to obtain the output of the photodetector as input data. In some cases, the optical recording device is a camera, such as a digital camera. The term "digital camera" is any camera that includes as its main component an imaging lens system for forming an optical image, an image sensor for converting the optical image into an electrical signal, and an imaging device with other components. , Examples of such cameras are digital still cameras, digital movie cameras and webcams (ie those directly connected to the network, and those connected to the network via a device such as a personal computer having information processing capabilities). Cameras (publicly or privately connected to network-connected devices) to enable the exchange of images, including both. In one example, the input data can include video imaging that can capture changes over time. For example, a video can be acquired to provide an assessment of the dynamic change of the sample.
特定の実施形態において、光記録装置は、研究/臨床実験室装置に使用された高感度光記録装置の感度よりも低い感度を有する。場合によっては、本方法に用いられた光記録装置は、研究/臨床実験室装置に使用された高感度光記録装置の感度よりも、200倍以上、500倍以上、1,000倍以上を含む100倍以上のような10倍以上低い感度を有する。
In certain embodiments, the optical recording device has a lower sensitivity than that of the high sensitivity optical recording device used in research/clinical laboratory equipment. In some cases, the optical recording device used in the method comprises more than 200 times, 500 times, 1,000 times or more than the sensitivity of the high sensitivity optical recording device used in the research/clinical laboratory apparatus. It has a
特定の実施形態において、装置は、装置と検出器との間のインタフェースを形成するアダプタによって、検出器の出力を取得する。特定の実施形態において、インタフェースは、一般的なもので、本発明の方法の実行に適した任意の装置と互換性がある。関心のあるインタフェースは、USB、ファイヤワイヤ、イーサネットなどを含むが、それらに限定されない。特定の実施形態において、装置は、セルラ、ブルートゥース、WiFiなどを含む無線通信によって検出器の出力を取得する。 In a particular embodiment, the device acquires the output of the detector by means of an adapter that forms the interface between the device and the detector. In a particular embodiment, the interface is generic and compatible with any device suitable for performing the method of the invention. Interfaces of interest include, but are not limited to, USB, Firewire, Ethernet, etc. In certain embodiments, the device obtains the output of the detector by wireless communication, including cellular, Bluetooth, WiFi, etc.
特定の実施形態において、該装置は、ビデオディスプレイを有してもよい。ビデオディスプレイは、ディスプレイページがユーザに知覚可能な方法で表示されてもよいコンポーネント、例えば、コンピュータモニタ、陰極線管、液晶ディスプレイ、発光ダイオードディスプレイ、タッチパッドもしくはタッチスクリーンディスプレイ、及び/又は視覚的に知覚可能な出力を発するための当技術分野で知られている他の手段を含んでもよい。特定の実施形態において、装置は、検出器から取得された入力データ及び/又は処理されたデータから生成されたレポートなどの情報を表示し、情報が被験者によって入力されることを可能にするためのタッチスクリーンを備える。 In certain embodiments, the device may have a video display. A video display is a component by which a display page may be displayed in a user-perceptible manner, such as a computer monitor, cathode ray tube, liquid crystal display, light emitting diode display, touch pad or touch screen display, and/or visually perceptible. Other means known in the art for producing the possible outputs may be included. In certain embodiments, the device displays information, such as a report generated from input data obtained from the detector and/or processed data, to allow the information to be entered by the subject. Equipped with a touch screen.
特定の実施形態において、装置は、例えば、検出器の出力を処理する際に又は検出器からの出力を取得するための準備において生成されたレポートの方法として、被検者に警告する振動機能を備える。 In certain embodiments, the device includes a vibration function that alerts the subject, for example, as a method of reporting generated when processing the output of the detector or in preparation for obtaining the output from the detector. Prepare
特定の実施形態において、本発明の装置は、信号増強検出器から取得された入力データを処理するように構成される。該装置は、本発明の方法におけるデータを処理するために、任意の適切な方式で構成されてもよい。特定の実施形態において、該装置は、データ格納及び/又はデータ処理用の命令の格納及び/又はデータベース格納用メモリ位置を有する。データは、任意の適切なフォーマットでメモリに格納することができる。 In certain embodiments, the apparatus of the present invention is configured to process input data obtained from a signal enhancement detector. The device may be configured in any suitable manner to process the data in the method of the invention. In a particular embodiment, the device comprises a memory location for storage of instructions for data storage and/or data processing and/or for database storage. The data can be stored in memory in any suitable format.
特定の実施形態において、該装置は、データを処理するためのプロセッサを有する。特定の実施形態において、データを処理するための命令は、プロセッサに格納されてもよいか、或いは別個のメモリ位置に格納されてもよい。いくつかの実施形態において、該装置は、処理を実装するためのソフトウェアを含むことができる。 In a particular embodiment, the device comprises a processor for processing the data. In particular embodiments, the instructions for processing the data may be stored in the processor or may be stored in a separate memory location. In some embodiments, the device can include software for implementing the process.
特定の実施形態において、検出器から取得された入力データを処理するように構成された装置は、処理を実行するソフトウェア実装方法を含む。ソフトウェア実装方法は、画像取得アルゴリズム、画像処理アルゴリズム、ユーザと計算装置との間の相互作用を容易にし、データ収集、送信及び分析、通信プロトコルのための手段として機能するユーザインタフェース方法、及びデータ処理アルゴリズムのうちの1つ以上を含むことができる。特定の実施形態において、画像処理アルゴリズムは、粒子数、LUT(ルックアップテーブル)フィルタ、粒子フィルタ、パターン認識、形態学的決定、ヒストグラム、ラインプロファイル、地形表現、2進数換算又はカラーマッチングプロファイルのうちの1つ以上を含む。 In certain embodiments, a device configured to process input data acquired from a detector includes a software implemented method of performing the process. Software implementation methods include image acquisition algorithms, image processing algorithms, user interface methods that facilitate interactions between users and computing devices, and act as means for data collection, transmission and analysis, communication protocols, and data processing. It may include one or more of the algorithms. In a particular embodiment, the image processing algorithm is one of particle count, LUT (lookup table) filter, particle filter, pattern recognition, morphological decision, histogram, line profile, terrain representation, binary conversion or color matching profile. One or more of
特定の実施形態において、該装置は、表示ページが装置のメモリに常駐するソフトウェアによって解釈される時に、ビデオディスプレイ又はタッチスクリーンディスプレイで情報を表示するように構成される。本明細書で説明する表示ページは、例えば、ハイパーテキストマークアップ言語(「HTML」)、ダイナミックハイパーテキストマークアップ言語(「DHTML」)、拡張可能ハイパーテキストマークアップ言語(「XHTML」)、拡張可能マークアップ言語(「XML」)、又はユーザによって知覚可能な方法でビデオ又は他のディスプレイに表示可能なコンピュータファイルを作成するように使用されてもよい別のソフトウェア言語などの任意の適切なソフトウェア言語を使用して作成することができる。論理、コード、データ、命令を有する任意のコンピュータ可読媒体を使用して、任意のソフトウェア又はステップ又は方法を実施することができる。ネットワークがインターネットを含む場合、表示ページは、適切なタイプのウェブページを含むことができる。 In certain embodiments, the device is configured to display information on a video display or a touch screen display when the display page is interpreted by software resident in the device's memory. The display pages described herein are, for example, hypertext markup language (“HTML”), dynamic hypertext markup language (“DHTML”), extensible hypertext markup language (“XHTML”), extensible. Any suitable software language, such as Markup Language ("XML"), or another software language that may be used to create computer files that can be displayed on a video or other display in a manner perceptible by a user. Can be created using. Any software-readable medium having logic, code, data, instructions may be used to implement any software or step or method. If the network includes the Internet, the display page can include any suitable type of web page.
本発明に係る表示ページは、例えば、VBScriptルーチン、JScriptルーチン、JavaScriptルーチン、Javaアプレット、ActiveXコンポーネント、ASP.NET、AJAX、Flashアプレット、Silverlightアプレット、又はAIRルーチンのようなメモリ装置に格納されたソフトウェアプログラムを含む組み込み機能を含むことができる。 The display page according to the present invention may be, for example, a VBSscript routine, a JScript routine, a Javascript routine, a Java applet, an ActiveX component, an ASP. It may include built-in functionality including software programs stored in a memory device such as NET, AJAX, Flash applets, Silverlight applets, or AIR routines.
表示ページは、例えば、フレーム、ウィンドウ、スクロールバー、ボタン、アイコン、及びハイパーリンクなどのグラフィカルユーザインタフェース技術の周知の特徴と、「クリック」インタフェース又はタッチスクリーンインタフェースのような周知の特徴とを含む。グラフィカルユーザインタフェースボタン、アイコン、メニューオプション、又はハイパーリンクをポイントしてクリックすることは、ボタン、オプション、又はハイパーリンクを「選択」することとしても知られている。本発明による表示ページはまた、マルチメディア機能、マルチタッチ、ピクセルセンス、IR LEDベースの表面、カメラの有無にかかわらず視覚ベースの相互作用を組み込むことができる。 The display page includes well-known features of graphical user interface technologies such as frames, windows, scroll bars, buttons, icons, and hyperlinks, and well-known features such as "click" or touch screen interfaces. Pointing and clicking on a graphical user interface button, icon, menu option, or hyperlink is also known as "selecting" a button, option, or hyperlink. Display pages according to the present invention may also incorporate multimedia features, multi-touch, pixel sensing, IR LED-based surfaces, vision-based interaction with or without a camera.
ユーザインタフェースは、ビデオディスプレイ及び/又は表示ページに表示されてもよい。ユーザインタフェースは、以下にさらに説明するように、試料に関する分析データに基づいて生成されたレポートを表示することができる。 The user interface may be displayed on a video display and/or display page. The user interface can display a report generated based on the analytical data for the sample, as described further below.
プロセッサは、任意の適切な方式で本発明の方法に使用されるデータを処理するように構成することができる。データは、例えば、ビニングされたデータ、変換されたデータ(例えば、フーリエ変換によって周波数領域に変換された時間領域データ)に処理されるか、又は他のデータと組み合わされて処理される。該処理は、データを所望の形式にすることができ、データのフォーマットを変更することを含むことができる。処理は、試料からのシグナルの検出、試料を検査するために使用された装置又は試薬に特有の数学的操作又は補正及び/又は較正に基づく生データの補正、濃度値などの値の計算、(ベースライン、閾値、標準曲線、履歴データ又は他のセンサからのデータなどとの)比較、検査が正確であるか否かの決定、(正常範囲又は許容範囲を上回るか又は下回るか、又は異常状態を示すなどの)異常値であるか又は懸念の原因となり得る値又は結果の強調表示、又は異常条件の存在を共に示すことができる結果の組み合わせ、カーブフィッティング、数学的又は他の分析的推論(演繹的、誘導的、ベイジアン、又は他の推論を含む)の基礎としてのデータの使用及び他の適切な処理形式を含むことができる。特定の実施形態において、処理は、処理されたデータを装置に格納されたデータベースと比較して、被験者によって実行される一連の動作のための命令を検索すことを含むことができる。 The processor may be configured to process the data used in the method of the present invention in any suitable manner. The data is processed into, for example, binned data, transformed data (eg, time domain data transformed into the frequency domain by a Fourier transform), or in combination with other data. The processing can put the data into a desired format and can include changing the format of the data. The processing may include detection of signals from a sample, correction of raw data based on mathematical manipulations or corrections and/or calibrations specific to the device or reagents used to test the sample, calculation of values such as concentration values, ( Comparison with baselines, thresholds, standard curves, historical data or data from other sensors, etc., determination of whether the test is accurate, above or below normal or acceptable ranges, or abnormal conditions Highlighting of values or results that are outliers or that may cause concern, or a combination of results that can also indicate the presence of an abnormal condition, curve fitting, mathematical or other analytical inference ( The use of data as a basis for deduction (including deductive, inductive, Bayesian, or other reasoning) and other suitable processing forms. In certain embodiments, the processing can include comparing the processed data with a database stored on the device to retrieve instructions for a sequence of actions performed by the subject.
特定の実施形態において、装置は、入力データをメモリに格納されたデータベースと比較することにより入力データを処理して、被験者によって実行される一連の動作のための命令を検索するように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、データベースは、対象となる分析物の閾値を含む、格納された情報を含むことができる。閾値は、1つ以上の分析物の存在又は濃度を決定することに有用であり得る。閾値は、アラートが有用である状況を検出するために使用されてもよい。データ格納ユニットは、試料に関するレポートの生成に有用な記録又は他の情報を含むことができる。 In certain embodiments, the device is configured to process the input data by comparing the input data with a database stored in memory to retrieve instructions for a sequence of actions performed by the subject. Good. In some embodiments, the database can include stored information, including thresholds for analytes of interest. The threshold may be useful in determining the presence or concentration of one or more analytes. Thresholds may be used to detect situations where alerts are useful. The data storage unit may include records or other information useful in generating a report on the sample.
特定の実施形態において、装置は、信号増強検出器からの出力ではないデータを取得するように構成されてもよい。したがって、場合によっては、装置は、被験者によって提供された試料を表さないが被験者を依然として表すデータを取得するように構成されてもよい。これらのデータは、年齢、性別、身長、体重、個人及び家族の病歴などを含むが、それらに限定されない。特定の実施形態において、装置は、検出器の出力から取得された入力データを、検出器の出力と独立して取得されたデータと組み合わせて処理するように構成される。 In certain embodiments, the device may be configured to acquire data that is not the output from the signal enhancement detector. Thus, in some cases, the device may be configured to acquire data that is not representative of the sample provided by the subject but is still representative of the subject. These data include, but are not limited to, age, sex, height, weight, personal and family medical history, and the like. In certain embodiments, the apparatus is configured to process input data obtained from the output of the detector in combination with data obtained independently of the output of the detector.
特定の実施形態において、装置は、ローカルエリアネットワーク(LAN)などのネットワーク、インターネットなどの広域ネットワーク(WAN)、パーソナルエリアネットワーク、電話ネットワークなどの電気通信ネットワーク、携帯電話ネットワーク、移動ネットワーク、無線ネットワーク、データ提供ネットワーク、又は任意の他の種類のネットワークを介して通信するように構成されてもよい。特定の実施形態において、装置は、ブルートゥース又はRTM技術などの無線技術を利用するように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、装置は、モデムを使用するダイヤルアップ有線接続、TI、ISDN又はケーブル回線などの直接リンクのような様々な通信方法を利用するように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、無線接続は、セルラー、サテライト、又はページャーネットワーク、GPRS、又はLAN上のイーサネットもしくはトークンリングなどのローカルデータ転送システムのような例示的な無線ネットワークを使用することができる。いくつかの実施形態において、該装置は、赤外線通信コンポーネントを使用して無線通信することができる。 In a particular embodiment, the device is a network such as a local area network (LAN), a wide area network (WAN) such as the Internet, a personal area network, a telecommunication network such as a telephone network, a mobile phone network, a mobile network, a wireless network, It may be configured to communicate via a data providing network, or any other type of network. In particular embodiments, the device may be configured to utilize a wireless technology such as Bluetooth or RTM technology. In some embodiments, the device may be configured to utilize various communication methods such as dial-up wired connections using modems, direct links such as TI, ISDN or cable lines. In some embodiments, the wireless connection may use an exemplary wireless network such as a cellular, satellite, or pager network, GPRS, or a local data transfer system such as Ethernet or Token Ring on a LAN. In some embodiments, the device is capable of wireless communication using infrared communication components.
特定の実施形態において、該装置は、ネットワークを介してサーバから送信され、メモリに記憶されたコンピュータファイルを受信するように構成される。装置は、装置の永続的なメモリ又は一時的なメモリに格納されてもよい命令、ロジック、データ、もしくはコードを含むことができる有形のコンピュータ可読媒体を受信してもよいか、又は装置によって何らかの形で影響を及ぼすか、又は動作を開始してもよい。1つ以上の装置は、他のコンピュータファイルへのアクセスを提供できるコンピュータファイル又はリンクと通信することができる。 In a particular embodiment, the device is configured to receive a computer file transmitted from a server over a network and stored in memory. A device may receive a tangible computer-readable medium, which may include instructions, logic, data, or code, which may be stored in permanent or temporary memory of the device, or some other device It may affect the form or initiate the action. One or more devices can communicate with computer files or links that can provide access to other computer files.
いくつかの実施形態において、装置は、パーソナルコンピュータ、サーバ、ラップトップコンピュータ、モバイル装置、タブレット、携帯電話、移動電話、衛星電話、スマートフォン(例えば、iPhone、Android、Blackberry、Palm、Symbian、Windows)、パーソナルデジタルアシスタント、ブルートゥース装置、ページャ、固定電話、又は他のネットワーク装置である。このような装置は、通信可能な装置であってもよい。本明細書で使用される「携帯電話」という用語は、セルラネットワークで動作することができる電話ハンドセット、セッション開始プロトコル(SIP)のようなボイスオーバーIP(VoIP)ネットワーク、又は802.11xプロトコルを使用する無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)、又はそれらの任意の組み合わせを指す。特定の実施形態において、該装置は、消費者の財布及び/又はポケット(例えば、ポケットサイズ)に適合することができるように、手持ち式及びコンパクトである。 In some embodiments, the device is a personal computer, server, laptop computer, mobile device, tablet, cell phone, mobile phone, satellite phone, smartphone (eg, iPhone, Android, Blackberry, Palm, Symbian, Windows), A personal digital assistant, a Bluetooth device, a pager, a landline phone, or other network device. Such a device may be a device capable of communicating. As used herein, the term "mobile phone" uses a telephone handset that can operate in a cellular network, a Voice over IP (VoIP) network such as Session Initiation Protocol (SIP), or an 802.11x protocol. Wireless local area network (WLAN), or any combination thereof. In certain embodiments, the device is handheld and compact so that it can fit into a consumer's wallet and/or pocket (eg, pocket size).
特定の実施形態において、方法は、試料由来のデータを、送信されたデータが分析された遠隔地に送信することを含む。遠隔地は、装置が配置された位置と異なる位置であってもよい。遠隔地は、病院、診療所又は他の医療施設、又は研究室を含むことができるが、これらに限定されない。いくつかの例において、遠隔地は、ネットワークを介して装置と通信する(すなわち、装置から情報を受信し、また装置に情報を送信する)ように構成されたコンピュータ、例えばサーバを有してもよい。いくつかの実施形態において、装置は、データをクラウドコンピューティングインフラストラクチャに送信することができる。装置は、クラウドコンピューティングインフラストラクチャにアクセスすることができる。いくつかの実施形態において、計算リソース(データ、ソフトウェア)のオンデマンド提供は、ローカルコンピュータからではなく、コンピュータネットワークを介して行われてもよい。装置は、インターネットに接続された基本的な表示端末として機能する、ごくわずかなソフトウェア又はデータ(恐らく最小のオペレーティングシステム及びウェブブラウザのみ)を含むことができる。クラウドは基本的な配信メカニズムである可能性があるため、クラウドベースのアプリケーション及びサービスは、あらゆる種類のソフトウェアアプリケーション又はサービスをサポートすることができる。装置によって提供されかつ/又は装置によってアクセスされた情報は、様々な計算リソースに分布されてもよい。あるいは、情報は、1つ以上の固定データ格納ユニット又はデータベースに格納されてもよい。 In certain embodiments, the method comprises transmitting the data from the sample to a remote location where the transmitted data was analyzed. The remote location may be at a different location than where the device is located. Remote locations can include, but are not limited to, hospitals, clinics or other medical facilities, or laboratories. In some examples, the remote location may also have a computer, eg, a server, configured to communicate with (ie, receive information from, and send information to, the device over a network). Good. In some embodiments, the device can send data to the cloud computing infrastructure. The device can access the cloud computing infrastructure. In some embodiments, on-demand provisioning of computing resources (data, software) may occur over a computer network rather than from a local computer. The device may contain very little software or data (perhaps only a minimal operating system and web browser) that acts as a basic display terminal connected to the Internet. Cloud-based applications and services can support any type of software application or service because the cloud can be the primary delivery mechanism. The information provided by and/or accessed by the device may be distributed in various computational resources. Alternatively, the information may be stored in one or more fixed data storage units or databases.
特定の実施形態において、遠隔地は、装置から送信されたデータを受信し分析するデータ格納ユニットに格納された中央データベースを含む。データ格納ユニットは、プロセッサが1つ以上のステップを実行するためのコード、ロジック、又は命令を含むことができるコンピュータ可読媒体を格納することができる。いくつかの実施形態において、受信されたデータは、中央データベースに含まれたデータと比較して分析され、またその結果が被験者に返送された。分析は、試料を検査するために使用された装置又は試薬に特有の数学的操作又は補正及び/又は較正に基づく生データの補正、濃度値などの値の計算、(ベースライン、閾値、標準曲線、履歴データ、又は他のセンサからのデータなどとの)比較、検査が正確であるか否かの決定、(正常範囲又は許容範囲を上回るか又は下回るか、又は異常状態を示すなどの)異常値であるか又は懸念の原因となり得る値又は結果の強調表示、又は異常条件の存在をともに示すことができる結果の組み合わせ、カーブフィッティング、数学的又は他の分析的推論(演繹的、誘導的、ベイジアン、又は他の推論を含む)の基礎としてのデータの使用及び他の適切な処理形式を含むことができる。 In a particular embodiment, the remote location comprises a central database stored in a data storage unit that receives and analyzes data transmitted from the device. The data storage unit may store computer readable media that may include code, logic, or instructions for the processor to perform one or more steps. In some embodiments, the received data was analyzed in comparison to the data contained in the central database and the results returned to the subject. Analysis refers to correction of raw data based on mathematical manipulations or corrections and/or calibrations specific to the equipment or reagents used to test the sample, calculation of values such as concentration values, (baseline, threshold, standard curve). , Comparison with historical data, or data from other sensors, etc., determination of whether the test is accurate, abnormalities (such as above or below the normal range or acceptable range, or indicating abnormal conditions) Highlighting of values or consequences that are or can cause concern, or combination of outcomes that can together indicate the presence of abnormal conditions, curve fitting, mathematical or other analytical inference (a priori, inductive, The use of data as a basis for (including Bayesian, or other inference) and other suitable forms of processing can be included.
特定の実施形態において、分析は、分析されたデータを遠隔地のデータ格納ユニットに格納されたデータベースと比較して、被験者によって実行される行動コースのための命令を検索することを含むことができる。いくつかの実施形態において、データベースは、対象となる分析物の閾値を含む、格納された情報を含むことができる。閾値は、1つ以上の分析物の存在又は濃度を決定することに有用であり得る。閾値は、アラートが有用である状況を検出するために使用されてもよい。データ格納ユニットは、試料上で実行されてもよい試料調製又は臨床検査に関する任意の他の情報を含むことができる。データ格納ユニットは、分析されたデータに関するレポートを生成するために有用であり得る記録又は他の情報を含むことができる。 In certain embodiments, the analysis may include comparing the analyzed data with a database stored in a remote data storage unit to retrieve instructions for a course of action to be performed by the subject. .. In some embodiments, the database can include stored information, including thresholds for analytes of interest. The threshold may be useful in determining the presence or concentration of one or more analytes. Thresholds may be used to detect situations where alerts are useful. The data storage unit may include any other information regarding sample preparation or clinical testing that may be performed on the sample. The data storage unit may include records or other information that may be useful for generating a report on the analyzed data.
特定の実施形態において、医療従事者は遠隔地にいる。他の実施形態において、医療従事者は、遠隔地又は装置の位置と異なる第3の位置で、装置によって送信されたデータにアクセスする。医療専門家は、ヘルスケアシステムに関連付けられている個人又は団体を含んでもよい。医療専門家は、医療従事者であってもよい。医療専門家は、医者であってもよい。医療専門家は、予防的、治療的、促進的、又はリハビリ的なヘルスケアサービスを、個人、家庭、及び/又は地域社会に系統的に提供する個人又は機関であってもよい。医療専門家の例は、医師(一般開業医及び専門家を含む)、歯科医、医師助手、看護師、助産師、薬理学者/薬剤師、栄養士、セラピスト、心理学者、指圧師、臨床職員、理学療法士、採血専門家、作業療法士、検眼医、救急医療技師、医療補助員、医療検査技術者、医療補綴技術者、レントゲン技師、ソーシャルワーカー、各種のヘルスケアサービスを提供するために訓練された多種多様な人材を含んでもよい。医療専門家は、処方箋を書くことが認可されてもよいか又は認可されなくてもよい。医療専門家は、病院、ヘルスケアセンター及び他のサービス提供ポイント、又は学術的訓練、研究、及び管理で働くか又はそれらに属してもよい。いくつかの医療専門家は、民家で患者にケア及び治療サービスを提供してもよい。コミュニティーの保健医療労働者は、正式なヘルスケア機関外で働いてもよい。ヘルスケアサービス、診療記録の管理者と医療情報技術者及びその他の支援労働者は、医療専門家であってもよいか又は医療提供者に属してもよい。 In certain embodiments, the healthcare professional is at a remote location. In another embodiment, the healthcare professional accesses the data sent by the device at a remote location or at a third location different from the location of the apparatus. Medical professionals may include individuals or organizations associated with a healthcare system. The health care professional may be a health care professional. The medical professional may be a doctor. A health care professional may be an individual or institution that systematically provides preventative, curative, facilitative, or rehabilitative health care services to individuals, families, and/or communities. Examples of medical professionals are doctors (including general practitioners and specialists), dentists, physician assistants, nurses, midwives, pharmacologists/pharmacists, dietitians, therapists, psychologists, shiatsu, clinical staff, physiotherapy. Trained to provide medical professionals, blood sampling specialists, occupational therapists, optometrists, emergency medical technicians, medical assistants, medical examination technicians, medical prosthesis technicians, x-ray technicians, social workers, and various healthcare services. It may include a wide variety of human resources. The medical professional may or may not be authorized to write a prescription. Medical professionals may work in or belong to hospitals, healthcare centers and other service delivery points, or academic training, research, and management. Some medical professionals may provide care and treatment services to patients in private homes. Community health workers may work outside formal health care institutions. Health care services, health record managers and health information technicians, and other support workers may be health care professionals or may belong to health care providers.
いくつかの実施形態において、医療専門家は、被験者に馴染んでいるか又は被験者と連絡している可能性がある。被験者は、医療専門家の患者であってもよい。いくつかの例では、医療専門家は、被験者が臨床検査を受けるように指示してもよい。一例では、医療専門家は、被験者のプライマリケア医であってもよい。医療専門家は、被験者(一般開業医及び専門家を含む)用のいずれかのタイプの医師であってもよい。 In some embodiments, the medical professional may be familiar with or in contact with the subject. The subject may be a medical professional patient. In some examples, a medical professional may instruct a subject to undergo a clinical examination. In one example, the medical professional may be the subject's primary care physician. The medical professional may be any type of physician for the subject, including general practitioners and specialists.
したがって、医療従事者は、装置から送信されたデータ及び/又は遠隔地で実行された分析の結果を分析又は検討することができる。特定の実施形態において、医療専門家は、装置により送信されたデータ及び/又は遠隔地で分析されたデータに基づいた指示又は推奨を被験者に送信してもよい。 Thus, the healthcare professional can analyze or review the data transmitted from the device and/or the results of the analysis performed at the remote location. In certain embodiments, the medical professional may send instructions or recommendations to the subject based on the data sent by the device and/or the data analyzed remotely.
被験者の健康状態を監視する方法
本方法を実行する時に、被験者から提供された試料は、例えば、ピペット、滴下器、シリンジなどを使用して、信号増強検出器の試料受容領域に試料を接触させることを含む任意の適切な方法によって、信号増強検出器に適用することができる。特定の実施形態において、信号増強検出器が、後述するように、ディップスティック形式の支持体上に配置される場合、試料は、ディップスティックの試料受容領域を試料に浸漬することによって、信号増強検出器に適用することができる。
Method of Monitoring Subject's Health When performing the method, the sample provided by the subject is contacted with the sample-receiving area of the signal-enhanced detector using, for example, a pipette, dropper, syringe, etc. Can be applied to the signal enhancement detector by any suitable method, including: In a particular embodiment, when the signal-enhanced detector is placed on a dipstick-type support, as described below, the sample is subjected to signal-enhanced detection by immersing the sample-receiving area of the dipstick in the sample. Can be applied to vessels.
被験者は任意の容積の試料を提供することができる。容積の例は、約10mL以下、5mL以下、3mL以下、1マイクロリットル(μL、ここで「uL」とも呼ばれる)以下、500μL以下、300μL以下、250μL以下、200μL以下、170μL以下、150μL以下、125μL以下、100μL以下、75μL以下、50μL以下、25μL以下、20μL以下、15μL以下、10μL以下、5μL以下、3μL以下、1μL以下を含むことができるが、それらに限定されない。試料の量は約1滴の試料であってもよい。試料の量は、刺された指又は指先から採取した量であってもよい。試料の量は、マイクロニードル又は静脈ドローから採取した量であってもよい。本明細書で説明するものを含む任意の容積は、信号増強検出器に適用することができる。 The subject can provide any volume of sample. Examples of volumes are about 10 mL or less, 5 mL or less, 3 mL or less, 1 microliter (μL, also referred to as “uL”) or less, 500 μL or less, 300 μL or less, 250 μL or less, 200 μL or less, 170 μL or less, 150 μL or less, 125 μL Hereinafter, it can include, but is not limited to, 100 μL or less, 75 μL or less, 50 μL or less, 25 μL or less, 20 μL or less, 15 μL or less, 10 μL or less, 5 μL or less, 3 μL or less, 1 μL or less. The sample volume may be about 1 drop of sample. The amount of sample may be the amount taken from the pricked finger or fingertip. The amount of sample may be the amount taken from a microneedle or venous draw. Any volume, including those described herein, can be applied to the signal enhancement detector.
被験者から1個以上、2個以上、3個以上、4個以上、5個以上、6個以上、7個以上、8個以上、10個以上、12個以上、15個以上、又は20個以上の異なる種類の試料を提供することができる。被験者から単一種類の試料又は複数の種類の試料を同時に又は異なる時間に提供することができる。被験者から単一種類の試料又は複数の種類の試料を同時に又は異なる時間に提供することができる。 1 or more, 2 or more, 3 or more, 4 or more, 5 or more, 6 or more, 7 or more, 8 or more, 10 or more, 12 or more, 15 or more, or 20 or more from the test subject Different types of samples can be provided. A single type of sample or multiple types of samples can be provided from a subject at the same time or at different times. A single type of sample or multiple types of samples can be provided from a subject at the same time or at different times.
被験者からの試料は、一回又は複数回で採取されてもよい。データは、時間の離散的な時点で採取されてもよいか、又は経時的に連続的に採取されてもよい。経時的に採取されたデータは、集約及び/又は処理されてもよい。いくつかの例において、データは集約されてもよく、またスクリーニング、診断、治療及び/又は疾患予防を促進するための経時的な分析に用いられてもよい。 The sample from the subject may be collected once or multiple times. The data may be taken at discrete points in time, or continuously over time. The data collected over time may be aggregated and/or processed. In some examples, the data may be aggregated and used for analysis over time to facilitate screening, diagnosis, treatment and/or disease prevention.
特定の例において、試料を信号増強検出器に適用してから装置によって受信することができる出力を生成するまでの期間は、1分〜5分を含む1秒〜30分、例えば10秒〜20分、30秒〜10分の範囲にあってもよい。場合によっては、試料の信号増強検出器への適用から装置によって受信可能な出力の生成までの期間は、1時間以下、30分以下、15分以下、10分以下、5分以下、3分以下、1分以下、50秒以下、40秒以下、30秒以下、20秒以下、10秒以下、5秒以下、2秒以下、1秒以下であってもよいか、あるいはさらに短くてもよい。場合によっては、試料の信号増強検出器への適用から装置によって受信可能な出力の生成までの期間は、200ミリ秒以上を含む100ミリ秒以上、例えば、500ミリ秒以上、1秒以上、10秒以上、30秒以上、1分以上、5分以上であってもよいか、あるいはさらに長くてもよい。 In a particular example, the period from application of the sample to the signal enhanced detector to producing an output that can be received by the device is from 1 second to 30 minutes, including 1 minute to 5 minutes, eg 10 seconds to 20 minutes. Minutes may range from 30 seconds to 10 minutes. In some cases, the period from application of the sample to the signal enhancement detector to generation of output receivable by the device is 1 hour or less, 30 minutes or less, 15 minutes or less, 10 minutes or less, 5 minutes or less, 3 minutes or less. 1 minute or less, 50 seconds or less, 40 seconds or less, 30 seconds or less, 20 seconds or less, 10 seconds or less, 5 seconds or less, 2 seconds or less, 1 second or less, or even shorter. In some cases, the period from application of the sample to the signal-enhanced detector to generation of output receivable by the device is 100 ms or more, including 200 ms or more, eg, 500 ms or more, 1 second or more, 10 Seconds or longer, 30 seconds or longer, 1 minute or longer, 5 minutes or longer, or even longer.
特定の実施形態において、本発明の方法は、レポートを生成するための装置で検出器の出力を処理することを含む。検出器の出力は、上述のように、任意の適切な方法によって装置によって処理されてレポートを生成することができる。 In a particular embodiment, the method of the invention comprises processing the output of the detector with a device for generating a report. The detector output can be processed by the device to produce a report by any suitable method, as described above.
本方法の実施形態はさらに、装置によって生成されたレポートを受信することを含むことができる。レポートは、装置の画面に表示されたレポートを見ること、被験者に送信された電子メール又はテキストメッセージを見ること、装置により生成された音声メッセージを聞くこと、装置により生成された振動を感知することなどを含む任意の便利な形式で提供され、受信されてもよいが、それらに限定されない。 Embodiments of the method can further include receiving a report generated by the device. Reports include viewing reports displayed on the screen of the device, viewing emails or text messages sent to the subject, listening to voice messages generated by the device, sensing vibrations generated by the device. It may be provided and received in any convenient format, including, but not limited to.
上述したように、遠隔地にデータを送信することは、任意の便利な方法により達成することができる。このような送信は、電子信号、無線周波数信号、光信号、セルラー信号、或いは有線又は無線接続を介して送信された他の任意のタイプの信号を介して行われてもよい。任意のデータの送信、電子データの説明、本明細書の他の場所に記載された送信は、電子信号、無線周波数信号、光信号、セルラー信号、或いは有線又は無線接続を介して送信された他の任意のタイプの信号を介して行われてもよい。送信されたデータは、入力データ及び/又は処理されたデータ及び/又は生成されたレポートを含むことができる。送信されたデータは、信号増強検出器から取得されなかったデータ、すなわち、被験者から得られた試料の一態様を表さないが、上述のように被験者の他の態様を表すデータを含むことができる。 As mentioned above, sending data to a remote location can be accomplished in any convenient manner. Such transmission may occur via electronic signals, radio frequency signals, optical signals, cellular signals, or any other type of signal transmitted via a wired or wireless connection. The transmission of any data, the description of electronic data, the transmissions described elsewhere herein include electronic signals, radio frequency signals, optical signals, cellular signals, or otherwise transmitted via a wired or wireless connection. May be done via any type of signal. The transmitted data may include input data and/or processed data and/or generated reports. The transmitted data may include data that was not obtained from the signal-enhanced detector, that is, data that is not representative of one aspect of the sample obtained from the subject, but that is representative of other aspects of the subject as described above. it can.
特定の実施形態において、方法は、分析されたデータを受信することを含む。分析されたデータは、被験者により、装置上の画面に表示された分析されたデータを見ること、被験者に送信された電子メール又はテキストメッセージを見ること、装置によって生成された音声メッセージを聞くこと、装置によって生成された振動を感知することなどを含む任意の便利な方法を用いて受信されてもよいが、それらに限定されない。 In certain embodiments, the method includes receiving the analyzed data. The analyzed data can be viewed by the subject by viewing the analyzed data displayed on the screen on the device, by viewing an email or text message sent to the subject, listening to a voice message generated by the device, It may be received using any convenient method, including, but not limited to, sensing the vibrations generated by the device.
システム
上に要約したように、本発明の態様は、本方法を実施することに使用されるシステムを含む。いくつかの実施形態において、システムは、信号増強検出器からの出力を入力データとして受信し、入力データを処理してレポートを生成し、そしてレポートを受信するように構成された装置を含み、ここで前記信号増強検出器は、前記被験者から提供された試料を取得し、前記試料を表す出力を生成することによって前記出力を示すように構成される。
System As summarized above, aspects of the invention include a system used to perform the method. In some embodiments, the system includes a device configured to receive the output from the signal enhancement detector as input data, process the input data to generate a report, and receive the report, wherein And the signal-enhanced detector is configured to indicate the output by acquiring a sample provided by the subject and generating an output representative of the sample.
いくつかの実施形態において、信号増強検出器は、マイクロ流体の流体ハンドリング構成要素などのような流体ハンドリング構成要素を含む。流体取扱構成要素は、1つ以上の流体を信号増強検出器に導くように構成されてもよい。いくつかの例において、流体ハンドリング構成要素は、試料溶液、緩衝液などの流体を案内するように構成されるが、それらに限定されない。流体ハンドリング構成要素は、パッシブポンプ及びマイクロ流体チャネルを含むが、これらに限定されない。場合によっては、パッシブポンプは、本明細書で開示される信号増強検出器を通じた毛管作用駆動のマイクロ流体ハンドリング及び流体ルーティングのために構成される。特定の例において、マイクロ流体流体ハンドリング構成要素は、例えば100μL以下、50μL以下、又は25μL以下、又は10μL以下、又は5μL以下、又は1μL以下を含む500μL以下、1mL以下などの少量の流体を送達するように構成される。したがって、特定の実施形態において、システムを動作させるために外部電源が必要とされない。 In some embodiments, the signal enhanced detector includes a fluid handling component, such as a microfluidic fluid handling component. The fluid handling component may be configured to direct one or more fluids to a signal enhancement detector. In some examples, the fluid handling components are configured to guide fluids such as, but not limited to, sample solutions, buffers, etc. Fluid handling components include, but are not limited to, passive pumps and microfluidic channels. In some cases, passive pumps are configured for capillary action driven microfluidic handling and fluid routing through the signal enhancement detectors disclosed herein. In certain examples, the microfluidic fluid handling component delivers a small amount of fluid, such as 100 μL or less, 50 μL or less, or 25 μL or less, or 10 μL or less, or 5 μL or less, including 500 μL or less, 1 mL or less, including 1 μL or less. Is configured as follows. Therefore, in certain embodiments, no external power supply is required to operate the system.
特定の実施形態において、信号増強検出器は、50mm×50mm以下、例えば25mm×25mm以下、又は10mm×10mm以下の寸法を含む5mm×5mm〜100mm×100mmの範囲内の寸法を有する。特定の実施形態において、信号増強検出器は、2mm〜0.3mm、又は1mm〜0.4mmを含む5mm〜0.1mm、例えば3mm〜0.2mmの範囲内の厚さを有する。 In certain embodiments, the signal enhancement detector has dimensions within the range of 5 mm x 5 mm to 100 mm x 100 mm, including dimensions of 50 mm x 50 mm or less, such as 25 mm x 25 mm or less, or 10 mm x 10 mm or less. In certain embodiments, the signal enhancement detector has a thickness in the range of 2 mm to 0.3 mm, or 5 mm to 0.1 mm, including 1 mm to 0.4 mm, such as 3 mm to 0.2 mm.
いくつかの実施形態において、信号増強検出器は、識別子を有することができる。識別子は、信号増強検出器上に形成された物理的オブジェクトであってもよい。例えば、識別子は、本発明のシステムの装置によって読み取られてもよい。したがって、いくつかの例において、信号強調検出器からの出力は、識別子を含むことができる。いくつかの実施形態において、カメラは、識別子の画像を取り込むことができ、また画像は分析されて信号増強検出器を識別することができる。1つの例において、識別子はバーコードであってもよい。バーコードは、1D又は2Dバーコードであってもよい。いくつかの実施形態において、識別子は、信号増強検出器を識別できる1つ以上の信号を発することができる。例えば、識別子は、信号増強検出器の識別を示すことができる赤外線、超音波、光、音声、電気、又は他の信号を提供することができる。識別子は、無線周波数識別(RFID)タグを利用することができる。識別子は、信号増強検出器のメモリに格納されてもよい。一例において、識別子はコンピュータ可読媒体であってもよい。 In some embodiments, the signal enhancement detector can have an identifier. The identifier may be a physical object formed on the signal enhancement detector. For example, the identifier may be read by a device of the system of the invention. Thus, in some examples, the output from the signal enhancement detector may include the identifier. In some embodiments, the camera can capture an image of the identifier and the image can be analyzed to identify the signal enhancement detector. In one example, the identifier may be a barcode. The barcode may be a 1D or 2D barcode. In some embodiments, the identifier can emit one or more signals that can identify the signal enhancement detector. For example, the identifier can provide infrared, ultrasound, light, voice, electrical, or other signals that can indicate the identity of the signal enhancement detector. The identifier may utilize a radio frequency identification (RFID) tag. The identifier may be stored in the memory of the signal enhancement detector. In one example, the identifier may be a computer-readable medium.
識別子は、信号増強検出器からの出力を取得し、出力を処理して、試料を表す出力を生成するために使用された信号増強検出器の特定の種類を決定するように構成された装置を可能にする情報を含むことができる。特定の実施形態において、識別子は、試料を表す出力を生成するために使用された信号増強検出器の種類に特定の情報に各識別子キーを関連付けるキーをデータベースに提供する。信号増強検出器の種類に特定の情報は、信号増強検出器が結合するように構成された分析物の識別、特定の分析物が信号増強検出器上に結合することができる位置の座標、各分析物のための検出感度などを含むが、それらに限定されない。データベースは、有効期限、ロット番号などを含む特定の信号増強検出器に関連する他の情報を含むことができる。データベースは、装置上に存在し、コンピュータ可読媒体上に提供されてもよいか、又は遠隔サーバ上の装置によってアクセス可能であってもよい。 The identifier is a device configured to take the output from the signal enhancement detector and process the output to determine the particular type of signal enhancement detector used to generate the output representative of the sample. It can include information that enables it. In certain embodiments, the identifier provides the database with a key that associates each identifier key with information specific to the type of signal-enhanced detector used to generate the output representative of the sample. Information specific to the type of signal-enhanced detector includes identification of the analyte that the signal-enhanced detector is configured to bind to, coordinates of the location at which the particular analyte can be bound on the signal-enhanced detector, and Includes, but is not limited to, detection sensitivity for analytes and the like. The database may include other information associated with a particular signal enhancement detector, including expiration date, lot number, etc. The database may reside on a device, be provided on a computer-readable medium, or be accessible by the device on a remote server.
特定の実施形態において、システムは、物理的な信号増幅プロセスがないが、100倍以上を含む10倍以上、例えば200倍以上、500倍以上、1000倍以上、又はより高い高感度実験室グレードリーダを使用するシステムよりも高い検出感度を有する。特定の実施形態において、システムは、物理的な信号増幅プロセスがないが、200〜2000倍、又は500〜1000倍を含む10〜10,000倍、例えば100〜5000倍の高感度実験室グレードリーダを使用するシステムよりも高い検出感度を有する。 In certain embodiments, the system does not have a physical signal amplification process, but is 10x or more, including 100x or more, such as 200x or more, 500x or more, 1000x or more, or higher sensitive laboratory grade reader. Has a higher detection sensitivity than the system using In certain embodiments, the system does not have a physical signal amplification process, but is 10 to 10,000 times, including 100 to 5000 times, including 200 to 2000 times, or 500 to 1000 times, a high sensitivity laboratory grade reader. Has a higher detection sensitivity than the system using
システムの実施形態は、信号増強検出器からの出力を処理する際にレポートを生成し、そのレポートを被験者に提供するように構成された装置を含む。いくつかの実施形態において、レポートは、疾患などの状態についての被験者に関する診断情報を含むことができる。特定の実施形態において、システムは、85%以上、又は90%以上を含む75%以上、例えば80%以上の診断精度を達成する。 Embodiments of the system include a device configured to generate a report and provide the report to a subject in processing the output from the signal enhancement detector. In some embodiments, the report can include diagnostic information about the subject for a condition such as a disease. In certain embodiments, the system achieves a diagnostic accuracy of 85% or more, or 75% or more, including 90% or more, for example 80% or more.
有用性
本発明の方法及びシステムは、試料中の1つ以上の分析物の有無及び/又は定量の決定、及び/又は個体の健康の監視が所望される様々な異なる用途に用いられる。例えば、本発明のシステム及び方法は、タンパク質、ペプチド、核酸などの検出に用いられる。場合によっては、本発明のシステム及び方法は、タンパク質の検出に用いられる。
Utility The methods and systems of the present invention find use in a variety of different applications where it is desired to determine the presence and/or quantification of one or more analytes in a sample, and/or to monitor the health of an individual. For example, the systems and methods of the invention are used to detect proteins, peptides, nucleic acids and the like. In some cases, the systems and methods of the invention are used to detect proteins.
いくつかの実施形態において、本発明のシステム及び方法は、試料中の核酸、タンパク質、又は他の生体分子の検出に使用される。方法は、試料中の1組のバイオマーカー、例えば2つ以上の別個のタンパク質バイオマーカーの検出を含むことができる。例えば、方法は、生体試料中の2種類以上の疾患バイオマーカーの迅速な臨床的検出、例えば被験者の疾患状態の診断、又は被験者の疾患状態の進行中の管理又は治療等に使用されてもよい。上記のように、医師又は他のヘルスケア提供者との通信は、医師又は他のヘルスケア提供者が可能性のある懸念を知りかつ認識することをより確保し、したがって適切な処置を取る可能性がより高くなり得る。 In some embodiments, the systems and methods of the present invention are used to detect nucleic acids, proteins, or other biomolecules in a sample. The method can include the detection of a set of biomarkers in the sample, eg, two or more distinct protein biomarkers. For example, the method may be used for rapid clinical detection of two or more disease biomarkers in a biological sample, such as for diagnosing a disease state in a subject, or for ongoing management or treatment of a disease state in a subject. . As noted above, communication with a physician or other healthcare provider will ensure that the physician or other healthcare provider is aware and aware of potential concerns, and thus may take appropriate action. Sex can be higher.
特定の実施形態において、本発明のシステム及び方法は、バイオマーカーの検出に用いられる。場合によっては、本発明のシステム及び方法は、特定のバイオマーカーの有無、ならびに血液、血漿、血清、又は、限定されないが、尿、血液、血清、血漿、唾液、精液、前立腺液、乳頭吸引液、涙液、汗、糞便、頬のスワブ、脳脊髄液、細胞溶解物試料、羊水、胃腸液、生検組織などの他の体液又は排泄物中の特定のバイオマーカーの濃度の増加又は減少を検出することに用いられてもよい。 In certain embodiments, the systems and methods of the invention are used for biomarker detection. In some cases, the systems and methods of the invention include the presence or absence of particular biomarkers and blood, plasma, serum, or, without limitation, urine, blood, serum, plasma, saliva, semen, prostatic fluid, teat aspirate. Increase or decrease the concentration of certain biomarkers in other body fluids or excretions such as, tears, sweat, feces, buccal swabs, cerebrospinal fluid, cell lysate samples, amniotic fluid, gastrointestinal fluid, biopsy tissue, etc. It may be used for detecting.
バイオマーカーの有無又はバイオマーカー濃度の顕著変化は病気リスク、個体における病気の存在の診断、又は個体における病気の治療の調整に用いてもよい。例えば、特定のバイオマーカー又はバイオマーカーグループの存在は個体に与えられる薬剤治療又は投薬方式の選択に影響を及ぼす。潜在的な薬剤療法を評価する時に、バイオマーカーは例えば生存又は不可逆的な病気等の自然エンドポイントの代替物として用いることができる。治療が健康改善に直接的に関連するバイオマーカーを変更すれば、バイオマーカーは特定の治療又は投薬方式の臨床的利点を評価するための代替エンドポイントとして用いることができる。したがって、個体で検出された特定のバイオマーカー又はバイオマーカーのパネルに基づく個人化診断及び治療は、本発明のシステム及び方法によって促進される。さらに、上述のように、疾患に関連するバイオマーカーの早期検出は、本発明の装置及びシステムの高感度によって促進される。感度、スケーラビリティ及び使いやすさと組み合わされたスマートフォンなどのモバイル装置で複数のバイオマーカーを検出する能力のために、本開示のシステム及び方法は、ポータブル及びポイントオブケア又はベッドサイドでの分子診断に用いられる。 The presence or absence of a biomarker or a significant change in biomarker concentration may be used to diagnose disease risk, the presence of disease in an individual, or the adjustment of treatment of the disease in an individual. For example, the presence of a particular biomarker or biomarker group influences the choice of drug treatment or regimen given to an individual. When assessing potential drug therapies, biomarkers can be used as alternatives to natural endpoints such as survival or irreversible disease. If the treatment modifies a biomarker that is directly related to improved health, then the biomarker can be used as an alternative endpoint to assess the clinical benefit of a particular treatment or dosing regimen. Thus, personalized diagnosis and treatment based on a particular biomarker or panel of biomarkers detected in an individual is facilitated by the systems and methods of the invention. Moreover, as mentioned above, early detection of disease-related biomarkers is facilitated by the high sensitivity of the devices and systems of the present invention. Due to the ability to detect multiple biomarkers on mobile devices such as smartphones combined with sensitivity, scalability and ease of use, the systems and methods of the present disclosure can be used for portable and point-of-care or bedside molecular diagnostics. Be done.
特定の実施形態において、本発明のシステム及び方法は、疾患又は疾病状態についてのバイオマーカーの検出に用いられる。場合によっては、本発明のシステム及び方法は、細胞信号伝達経路の特徴付け及び薬物発見とワクチン開発のための細胞内通信のためのバイオマーカーの検出に用いられる。例えば、本発明のシステム及び方法は、病的な、健康な、又は良性の試料中のバイオマーカーの量を検出及び/又は定量化することに用いられてもよい。特定の実施形態において、本発明のシステム及び方法は、感染性疾患又は疾患状態についてのバイオマーカーの検出に用いられる。場合によっては、バイオマーカーは分子バイオマーカーであってもよく、タンパク質、核酸、炭水化物、小分子等が挙げられるが、これらに限定されることはない。 In certain embodiments, the systems and methods of the invention are used to detect biomarkers for diseases or disease states. In some cases, the systems and methods of the invention are used to characterize cell signaling pathways and detect biomarkers for intracellular communication for drug discovery and vaccine development. For example, the systems and methods of the present invention may be used to detect and/or quantify the amount of biomarkers in pathological, healthy, or benign samples. In certain embodiments, the systems and methods of the invention are used to detect biomarkers for infectious diseases or disease states. In some cases, the biomarker may be a molecular biomarker, including but not limited to proteins, nucleic acids, carbohydrates, small molecules and the like.
本発明のシステム及び方法は、上記のようなバイオマーカーの検出及び/又は定量化、無症候性被験者について一定間隔で試料を試験するスクリーニングアッセイ、バイオマーカーの存在及び/又は量を用いて可能性のある疾患経過を予測する予後アッセイ、異なる薬物治療に対する被験者の応答を予測することができる層別アッセイ、薬物治療の有効性が監視される有効性アッセイなどの診断アッセイに用いられるが、これらに限定されない。 The systems and methods of the present invention may be performed using the detection and/or quantification of biomarkers as described above, screening assays that test samples at regular intervals for asymptomatic subjects, the presence and/or amount of biomarkers. It is used in diagnostic assays such as prognostic assays that predict the course of certain diseases, stratified assays that can predict a subject's response to different drug treatments, and efficacy assays in which the effectiveness of drug treatment is monitored. Not limited.
本発明のシステム及び方法はさらに検証アッセイに用いられる。例えば、検証アッセイを用いて、潜在的な疾患バイオマーカーが多くの個体にわたる疾患の有無の確実な指標であることを検証するか又は確認することができる。本発明のシステム及び方法のアッセイ時間が短く、それにより最も短い時間で複数の試料をスクリーニングするためのスループットの増加を容易にすることができる。 The system and method of the present invention may also be used in validation assays. For example, validation assays can be used to validate or confirm that a potential disease biomarker is a reliable indicator of the presence or absence of disease across many individuals. The assay times of the systems and methods of the present invention are short, which can facilitate increased throughput for screening multiple samples in the shortest amount of time.
いくつかの例において、本方法のシステム及び方法は、実施用の実験室設定を必要とせずに使用することができる。同等の分析研究実験室装置と比較して、本発明の装置及びシステムは、ポータブルなハンドヘルドシステムにおいて比較可能な分析感度を提供する。いくつかの場合では、重量及び操作コストは、典型的な固定実験室装置りも低い。さらに、本発明のシステム及び方法は、医学的訓練を受けていない人による医師の処方が不要の家庭検査のための家庭環境で用いて試料中の1つ以上の分析物を検出することができる。本発明のシステム及び装置は、さらに、迅速な診断のために、臨床的な環境、例えば、ベッドサイド、又はコスト等の理由により固定式研究実験室装置が設置されていない環境に用いられてもよい。 In some examples, the system and method of the present method can be used without the need for a laboratory setting for practice. Compared to comparable analytical laboratory equipment, the apparatus and system of the present invention provide comparable analytical sensitivity in portable handheld systems. In some cases, weight and operating costs are lower than in typical fixed laboratory equipment. In addition, the systems and methods of the present invention can be used in a home environment for home testing without physician prescription by untrained persons to detect one or more analytes in a sample. .. The system and apparatus of the present invention may also be used for rapid diagnosis in clinical environments, such as bedside, or environments where fixed lab equipment is not installed due to cost or other reasons. Good.
キット
本発明の態様は、被験者の健康を監視するための信号増強検出器を提供するキットと、ハンドヘルドデバイス、例えば携帯電話を使用して本発明の方法を実施するための指示とを含む。これらの使用説明書は、様々な形態で本キットに存在してもよく、そのうちの1つ以上の形態がキットに存在してもよい。これらの使用説明書の1つの形態は、情報が印刷された1枚以上の紙のような適切な媒体又は基材上に印刷された情報として、キットのパッケージング、パッケージインサート等に存在してもよい。別の手段は、情報が記録又は格納されたコンピュータ可読媒体、例えば、フロッピーディスク、CD、DVD、ブルーレイ、コンピュータ可読メモリ等である。存在する可能性があるさらに他の手段は、削除されたサイトでの情報にインターネットを介してアクセスしてもよいウェブサイトのアドレスである。キットは、本明細書に記載されるように、さらに装置上の被験者の健康状態を監視するための方法を実施するためのコンピュータ可読媒体上に提供されるソフトウェアを含むことができる。いずれかの便利な手段はキットに存在してもよい。
Kits Aspects of the invention include a kit that provides a signal-enhanced detector for monitoring the health of a subject, and instructions for performing the method of the invention using a handheld device, such as a cell phone. These instructions may be present in the kit in various forms, one or more of which may be present in the kit. One form of these instructions for use is as information printed on a suitable medium or substrate, such as one or more sheets of printed information, present on kit packaging, package inserts, etc. Good. Another means is a computer-readable medium on which information is recorded or stored, such as a floppy disk, CD, DVD, Blu-ray, computer-readable memory or the like. Yet another means that may exist is the address of the website where the information at the deleted site may be accessed via the Internet. The kit can further include software provided on a computer-readable medium for performing the method for monitoring the health of a subject on a device, as described herein. Any convenient means may be present in the kit.
試料、健康状態、及び用途
被験者からの試料、被験者の健康状態、及び本発明の他の用途は、さらに以下に記載される。例示的な試料、健康状態、及び用途は、例えば、米国特許出願公開第2014/0154668号及び同第2014/0045209号にも記載され、それらは参照により本明細書に組み込まれる。
Samples, Health, and Uses Samples from subjects, health of subjects, and other uses of the invention are described further below. Exemplary samples, health conditions, and uses are also described, for example, in U.S. Patent Application Publications 2014/0154668 and 2014/0045209, which are hereby incorporated by reference.
本発明は様々な用途に用いられ、そのような用途は、一般的に、所定の試料中の特定の分析物の存在が、定量的ではないにしても、少なくとも定性的に検出される分析物検出適用である。分析物検出アッセイを実行するためのプロトコールは、当業者に周知であり、ここで詳細に説明する必要はない。一般的に、関心のある分析物を含む疑いのある試料は、分析物がセンサに繋がれたそれぞれの捕捉剤に結合するのに十分な条件下で、本発明のナノセンサの表面と接触される。捕捉剤は、目的とする関心のある標的分子に対して非常に特異的な親和性を有する。この親和性は、抗体が抗原上の特異的エピトープに結合する抗原抗体反応、又は核酸の2つ以上の相補鎖間に配列特異的であるDNA/RNAもしくはDNA/RNAハイブリダイゼーション反応であってもよい。したがって、関心のある分析物が試料中に存在する場合、それは捕捉剤の部位でセンサに結合され、複合体がセンサの表面上に形成されるようである。すなわち、捕捉された分析物は、センサの表面に固定化される。次いで、結合していない分析物を除去した後、例えば標識された二次捕捉剤を用いて、センサの表面上のこの結合複合体の存在(すなわち、関心のある固定化された分析物)が検出される。 The present invention finds use in a variety of applications, such applications generally involving analytes in which the presence of a particular analyte in a given sample is at least qualitatively, if not quantitatively detected. It is a detection application. Protocols for performing analyte detection assays are well known to those of skill in the art and need not be discussed at length here. Generally, the sample suspected of containing the analyte of interest is contacted with the surface of the nanosensor of the invention under conditions sufficient for the analyte to bind to each capture agent attached to the sensor. .. The capture agent has a very specific affinity for the target molecule of interest. This affinity may be an antigen-antibody reaction in which the antibody binds to a specific epitope on the antigen, or a DNA/RNA or DNA/RNA hybridization reaction that is sequence-specific between two or more complementary strands of nucleic acid. Good. Thus, if the analyte of interest is present in the sample, it is likely that it will bind to the sensor at the site of the capture agent and a complex will be formed on the surface of the sensor. That is, the captured analyte is immobilized on the surface of the sensor. Then, after removal of unbound analyte, the presence of this bound complex on the surface of the sensor (ie, the immobilized analyte of interest) is removed, eg, using a labeled secondary capture agent. To be detected.
関心のある特定の分析物検出適用は、核酸捕捉剤が使用されるハイブリダイゼーションアッセイ、及びポリペプチド、例えば抗体が使用されるタンパク質結合アッセイを含む。これらのアッセイにおいて、試料が最初に調製され、試料調製後に試料が特異的結合条件下で本発明のナノセンサと接触され、それにより、複合体はセンサの表面に接着した捕捉剤に相補的な標的核酸又はポリペプチド(又は他の分子)の間に形成される。 Specific analyte detection applications of interest include hybridization assays in which nucleic acid capture agents are used, and protein binding assays in which polypeptides, such as antibodies, are used. In these assays, a sample is first prepared and, after sample preparation, the sample is contacted with a nanosensor of the invention under specific binding conditions, whereby the complex is a target complementary to the capture agent attached to the surface of the sensor. It is formed between nucleic acids or polypeptides (or other molecules).
1つの実施形態において、捕獲オリゴヌクレオチドは、20〜100塩基長の一端でチオール化された合成一本鎖DNAである。これらの分子は、ナノデバイスの表面に固定化され、固定化された捕捉DNAに相補的な配列を有する標的一本鎖DNA(少なくとも50bpの長さであってもよい)を捕捉する。ハイブリダイゼーション反応の後、配列が標的DNAの非占有核酸に相補的である検出一本鎖DNA(長さが20〜100bpであってもよい)は追加されて標的とハイブリダイズする。検出DNAは、一端が蛍光標識に結合され、その放射波長がナノデバイスのプラズモン共鳴内にある。したがって、ナノデバイスの表面から発せられる蛍光発光を検出することによって、標的一本鎖DNAは、正確に検出し定量することができる。捕獲及び検出DNAの長さは、融解温度(ヌクレオチド鎖が融解温度より上に分離する)、誤対合の程度(鎖が長いほど、誤対合を少なくする)を決定する。相補的結合の長さを選択することの懸念の1つは、融解温度を可能な限り高く維持しながら、誤対合を最小限にする必要性に依存する。さらに、最適な信号増幅を達成するために、ハイブリダイゼーション長さの全長が決定される。 In one embodiment, the capture oligonucleotide is synthetic single-stranded DNA thiolated at one end that is 20-100 bases in length. These molecules are immobilized on the surface of the nanodevice and capture target single-stranded DNA (which may be at least 50 bp long) having a sequence complementary to the immobilized capture DNA. After the hybridization reaction, detection single-stranded DNA whose sequence is complementary to the unoccupied nucleic acid of the target DNA (which may be 20-100 bp in length) is added to hybridize with the target. The detection DNA has one end bound to a fluorescent label and its emission wavelength is within the plasmon resonance of the nanodevice. Therefore, by detecting the fluorescence emission emitted from the surface of the nanodevice, the target single-stranded DNA can be accurately detected and quantified. The length of the captured and detected DNA determines the melting temperature (nucleotide strands separate above the melting temperature), the extent of mispairing (the longer the strand, the less mispairing). One of the concerns of choosing complementary bond lengths depends on the need to minimize mismatches while keeping the melting temperature as high as possible. Moreover, the total length of the hybridization length is determined to achieve optimal signal amplification.
本発明のセンサは、(a)疾患又は状態を有する疑いのある患者から液体試料を得るステップ、(b)本発明のナノセンサと試料を接触させるステップであって、ナノセンサの捕捉剤が疾患のバイオマーカーに特異的に結合し、かつバイオマーカーと捕捉剤との特異的結合に適した条件下で接触が行われる、ステップ、(c)捕捉剤に結合していない任意のバイオマーカーを除去するステップ、並びに(d)ナノセンサに結合したままのバイオマーカーからの光信号を読み取るステップを含む、疾患又は状態を診断する方法において、使用されてもよく、ここで、光信号は、患者が疾患又は状態を有することを示し、方法はさらに、捕捉剤に結合する前又は後のいずれかに、発光標識でバイオマーカーを標識するステップを含む。以下により詳細に記載されるように、患者は、癌を有する疑いがあり、また抗体は癌バイオマーカーに結合する。他の実施形態において、患者は神経学的障害を有する疑いがあり、抗体は神経学的障害のバイオマーカーに結合する。 The sensor of the present invention comprises the steps of (a) obtaining a liquid sample from a patient suspected of having a disease or condition, and (b) contacting the sample with the nanosensor of the present invention, wherein the capture agent of the nanosensor is a biomolecule of a disease. A step of specifically binding the marker and contacting under conditions suitable for the specific binding of the biomarker and the capture agent, (c) removing any biomarker not bound to the capture agent , And (d) a method of diagnosing a disease or condition comprising the step of reading an optical signal from a biomarker that remains bound to the nanosensor, wherein the optical signal is used by the patient to diagnose the disease or condition. The method further comprises labeling the biomarker with a luminescent label, either before or after binding to the capture agent. As described in more detail below, the patient is suspected of having cancer and the antibody binds to a cancer biomarker. In other embodiments, the patient is suspected of having a neurological disorder and the antibody binds to a biomarker of neurological disorder.
本発明のセンサの適用は、(a)感染症及び寄生虫疾患、傷害、心臓血管疾患、癌、精神障害、神経精神障害、及び器質性疾患、例えば肺疾患、腎疾患などの特定の疾患の段階と相関する化合物又は生体分子の検出、精製、及び定量、(b)水、土壌などの環境、又は組織、体液などの生体試料からのウイルス、真菌及び細菌などの微生物の検出、精製、及び定量化、(c)有害廃棄物、炭疽菌などの食品安全性又は国家安全保障に危険をもたらす化学物質又は生体試料の検出、定量化、(d)グルコース、血液酸素レベル、全血球数などの医学又は生理学的モニタにおける生体パラメータの定量化、(e)細胞、ウイルス、体液などの生体試料からの特異的DNA又はRNAの検出及び定量化、(f)ゲノム解析のための染色体及びミトコンドリア中のDNA中の遺伝子配列の配列決定及び比較、又は(g)医薬品の合成又は精製中などの反応生成物の検出を含むが、これらに限定されない。 Application of the sensor of the present invention includes (a) infectious diseases and parasitic diseases, injuries, cardiovascular diseases, cancer, mental disorders, neuropsychiatric disorders, and organic diseases such as lung diseases and renal diseases. Detection, purification, and quantification of compounds or biomolecules that correlate with stages; Quantification, (c) detection of chemical substances or biological samples that pose a risk to food safety or national security such as hazardous waste, anthrax, etc., quantification, (d) glucose, blood oxygen level, total blood cell count, etc. Quantification of biological parameters in medical or physiological monitors, (e) detection and quantification of specific DNA or RNA from biological samples such as cells, viruses, body fluids, (f) in chromosomes and mitochondria for genomic analysis This includes, but is not limited to, sequencing and comparison of gene sequences in DNA, or (g) detection of reaction products such as during synthesis or purification of pharmaceuticals.
検出は、細胞、組織、体液、及び糞便などの様々な試料マトリックス中で実行することができる。対象となる体液は、羊水、房水、硝子体液、血液(例えば全血、分画血液、血漿、血清等)、母乳、脳脊髄液(CSF)、耳垢(耳あか)、乳糜、糜汁、内リンパ液、外リンパ液、糞便、胃酸、胃液、リンパ液、粘液(鼻汁及び粘液質を含む)、心膜液、腹膜液、胸膜液、膿液、粘膜分泌物、唾液、皮脂(皮膚の油)、精液、喀痰、汗、滑液、涙液、嘔吐物、尿、及び呼気凝縮液を含むが、これらに限定されない。 Detection can be carried out in various sample matrices such as cells, tissues, body fluids, and feces. The target body fluids are amniotic fluid, aqueous humor, vitreous humor, blood (eg, whole blood, fractionated blood, plasma, serum, etc.), breast milk, cerebrospinal fluid (CSF), earwax, chyle, chyme, Endolymph, perilymph, feces, stomach acid, gastric juice, lymph, mucus (including nasal discharge and mucus), pericardial fluid, peritoneal fluid, pleural fluid, purulent fluid, mucous secretions, saliva, sebum (skin oil), semen , Sputum, sweat, synovial fluid, tears, vomiting, urine, and exhaled breath condensate.
いくつかの実施形態において、本発明のバイオセンサは、試料中の病原体から標的核酸を検出することによって病原体感染を診断するために用いることができる。標的核酸は、例えば、ヒト免疫不全ウイルス1及び2(HIV−1及びHIV−2)、ヒトT細胞白血病ウイルス及び2(HTLV−1及びHTLV−2)、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)、アデノウイルス、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV)、エプスタイン−バーウイルス(EBV)、ヒトパピローマウイルス(HPV)、水痘帯状疱疹ウイルス(VZV)、サイトメガロウイルス(CMV)、単純ヘルペスウイルス1及び2(HSV−1及びHSV−2)、ヒトヘルペスウイルス8(HHV−8、カポジ肉腫ヘルペスウイルスとしても知られる)、並びに黄熱病ウイルス、日本脳炎ウイルス、西ナイルウイルス、及びエボラウイルスを含むフラビウイルスから成る群から選択されるウイルス由来であってもよい。しかし、本発明は核酸、例えば、DNA又はRNA、上記ウイルスの配列の検出に限定されず、かつ他の獣医学及び/又は人間医学における重要な病原体に問題なく適用することができる。
In some embodiments, the biosensor of the present invention can be used to diagnose a pathogen infection by detecting a target nucleic acid from a pathogen in a sample. Target nucleic acids include, for example,
DNA配列相同性により、ヒトパピローマウイルス(HPV)はさらに70種以上の異なる型に細分される。これらの型は様々な病気を引き起こす。1、2、3、4、7、10、及び26〜29型HPVは良性疣贅を引き起こす。5、8、9、12、14、15、17、19〜25、及び46〜50型HPVは免疫システムが低下している患者の病変を引き起こす。6、11、34、39、41〜44及び51〜55型は生殖器領域粘膜及び気道粘膜の良性尖形疣贅を引き起こす。16及び18型HPVは、生殖粘膜の上皮異形成を引き起こし、かつ子宮頸部、膣、外陰部、及び肛門管の浸潤癌と高い割合で関連性を持っているため、医学的に特別な関心事である。ヒトパピローマウイルスDNAの組み込みは、子宮頸癌の発癌において決定的であると考えられている。ヒトパピローマウイルスは、例えばそのカプシドタンパク質L1及びL2のDNA配列から検出できる。したがって、本発明の方法は特に、癌の発生リスクを評価するために、組織試料中の16及び/又は18型HPVのDNA配列を検出することに適用する。
Due to DNA sequence homology, human papillomavirus (HPV) is further subdivided into over 70 different types. These types cause various diseases.
場合によっては、ナノセンサを用いて、低濃度で存在するバイオマーカーを検出することができる。例えば、ナノセンサは、容易に得られる体液(例えば、血液、唾液、尿、涙など)中の癌抗原を検出し、容易に得られる体液(例えば、神経障害(例えば、アルツハイマー病の抗原)のバイオマーカー)における組織特異的疾患のバイオマーカーを検出し、感染(特に低力価の潜伏性ウイルス、例えばHIVの検出)を検出し、母体血液中の胎児抗原を検出するために、また例えば被験者の血流における外因性化合物(例えば、薬物又は汚染物質)の検出のために用いられてもよい。 In some cases, nanosensors can be used to detect biomarkers that are present in low concentrations. For example, nanosensors detect cancer antigens in easily obtained body fluids (eg, blood, saliva, urine, tears, etc.), and biosensors of easily obtained body fluids (eg, neuropathy (eg, Alzheimer's antigen)). Marker) for the detection of tissue-specific disease biomarkers, for detection of infections (especially for detection of low titer latent viruses such as HIV), for detection of fetal antigens in maternal blood, and for example in subjects. It may be used for the detection of exogenous compounds (eg drugs or contaminants) in the bloodstream.
下表は、本発明のナノセンサ(適切なモノクローナル抗体とともに使用される場合)及びそれらの関連疾患を用いて検出されてもよいタンパク質バイオマーカーのリストを提供する。バイオマーカーの潜在的供給源の1つ(例えば、「CSF」、脳脊髄液)も表に示されている。多くの場合に、本発明のバイオセンサは表示される異なる体液中のバイオマーカーを検出できる。例えば、脳脊髄液(CSF)中に見出されるバイオマーカーは尿、血液、又は唾液中に識別できる。 The table below provides a list of protein biomarkers that may be detected using the nanosensors of the present invention (when used with appropriate monoclonal antibodies) and their associated diseases. One of the potential sources of biomarkers (eg "CSF", cerebrospinal fluid) is also shown in the table. In many cases, the biosensor of the present invention can detect biomarkers in different displayed body fluids. For example, biomarkers found in cerebrospinal fluid (CSF) can be identified in urine, blood, or saliva.
本方法、装置、及びシステムにより診断又は計測される健康状態は、化学的バランス、栄養上の健康、運動、疲労、睡眠、ストレス、糖尿病前症、アレルギー、老化、環境有害物質、農薬、除草剤、合成ホルモン類似体への暴露、妊娠、閉経、及び男性休止を含むが、これらに限定されない。 Health conditions diagnosed or measured by the present method, apparatus, and system include chemical balance, nutritional health, exercise, fatigue, sleep, stress, prediabetes, allergy, aging, environmentally harmful substances, pesticides, and herbicides. , Exposure to synthetic hormone analogs, pregnancy, menopause, and male quiescence.
特定の実施形態において、2つ以上の異なる核酸試料中の核酸の相対的なレベルは、上記方法を用いて、取得され、比較されてもよい。これらの実施形態において、上記方法から得られた結果は、通常、試料における核酸の総量(例えば、構成的RNA)に対して標準化され、比較される。これは、比率への比較、又は他の手段で実行されてもよい。特定の実施形態において、2つ以上の異なる試料の核酸プロファイルを比較して、特定の疾患又は病態に関連する核酸を識別することができる。 In certain embodiments, relative levels of nucleic acids in two or more different nucleic acid samples may be obtained and compared using the methods described above. In these embodiments, the results obtained from the above methods are usually normalized and compared to the total amount of nucleic acid (eg, constitutive RNA) in the sample. This may be done by comparison to a ratio or other means. In certain embodiments, the nucleic acid profiles of two or more different samples can be compared to identify nucleic acids associated with a particular disease or condition.
いくつかの例では、異なる試料は、「実験的」試料、すなわち、対象となる試料と、実験試料と比較可能な「対照」試料とで構成され得る。多くの実施形態において、異なる試料は、細胞型又はその断片の対であり、1つの細胞型が対象となる細胞型であり、例えば異常細胞であり、他方の細胞型が対照細胞型であり、例えば正常細胞である。細胞の2つの断片を比較する場合、断片は、通常、2つの細胞の各々からの同じ断片である。しかし、特定の実施形態において、同じ細胞の2つの断片を比較することができる。例示的な細胞型対は、例えば、通常、同じ患者からの、組織生検(例えば結腸、乳房、前立腺、肺、皮膚癌のような疾患を患わった組織、又は病原体に感染した組織等)から単離された細胞及び同じ組織からの正常細胞と、病原体に感染されたか又は治療された(例えば、ペプチド、ホルモン、変化した温度、成長条件、物理的な ストレス、細胞形質転換等のような環境的又は化学的要因)不死の組織培養で増殖した細胞(例えば、増殖性突然変異又は不死化導入遺伝子を有する細胞)及び正常細胞(例えば、不死ではなく、感染されていないか又は治療されていないことを除いて、実験細胞と同一である細胞)と、ガン、疾患、年取った哺乳動物、又はある条件に曝露された哺乳動物、及び同じ種の哺乳動物、好ましくは健康又は若年の同じ家系の哺乳動物に由来する細胞を有する哺乳動物から単離された細胞と、分化した細胞及び同じ哺乳動物からの非分化細胞(例えば、哺乳動物において他の細胞の前駆細胞である)とを含む。1つの実施形態において、タイプの異なる細胞、例えば、ニューロン及び非ニューロン細胞、又は状態の異なる細胞(例えば、細胞上の刺激の前後)は使用されてもよい。本発明の別の実施形態において、実験材料は、例えばヒト免疫不全ウイルス(HIV)等のウイルスのような病原体による感染を受けやすい細胞であり、かつ対照物質は、病原体による感染に対して耐性を有する細胞である。本発明の別の実施形態において、試料対は、幹細胞のような未分化細胞及び分化細胞によって表される。 In some examples, the different samples may be composed of an "experimental" sample, ie, a sample of interest and a "control" sample that is comparable to the experimental sample. In many embodiments, the different samples are pairs of cell types or fragments thereof, one cell type being the cell type of interest, such as an abnormal cell and the other cell type being a control cell type, For example, normal cells. When comparing two fragments of a cell, the fragment is usually the same fragment from each of the two cells. However, in certain embodiments, two fragments of the same cell can be compared. Exemplary cell type pairs are, for example, tissue biopsies (eg, colon, breast, prostate, lung, tissue with a disease such as skin cancer, or tissue infected with a pathogen), usually from the same patient. Cells isolated from and from normal cells from the same tissue and infected or treated by pathogens (eg, peptides, hormones, altered temperature, growth conditions, physical stress, cell transformation, etc. Environmental or chemical factors) Cells grown in immortal tissue culture (eg cells with a proliferative mutation or immortalizing transgene) and normal cells (eg not immortal, uninfected or treated). Cells that are identical to the experimental cells, except for the absence of cancer, disease, an aged mammal, or a mammal exposed to a condition, and a mammal of the same species, preferably healthy or young. Includes cells isolated from a mammal having cells of mammalian origin, a differentiated cell and an undifferentiated cell from the same mammal (eg, a precursor cell of another cell in the mammal) .. In one embodiment, different types of cells may be used, eg, neuronal and non-neuronal cells, or cells in different states (eg, before and after stimulation on the cells). In another embodiment of the invention, the experimental material is a cell susceptible to infection by a pathogen, such as a virus such as human immunodeficiency virus (HIV), and the reference material is resistant to infection by the pathogen. Cells that have. In another embodiment of the invention, the sample pair is represented by undifferentiated cells and differentiated cells such as stem cells.
固相アッセイ
第1のプレート表面(すなわち固相)に固定化された捕捉剤により試料における標的分析物を捕捉する表面固定化アッセイにおいて、一般的に試料から標的分析物を捕捉するための飽和インキュベーション時間が短いこと、及び/又は溶液中の捕捉剤、検出剤又は他の実体パートナーを第1のプレート表面に固定化するための飽和インキュベーション時間が短いことが望ましい。
Solid-Phase Assay In a surface-immobilized assay that captures the target analyte in the sample with a capture agent immobilized on the surface of the first plate (ie, the solid phase), a saturated incubation to capture the target analyte, typically from the sample. Short times and/or short saturation incubation times for immobilizing capture agents, detection agents or other entity partners in solution on the first plate surface are desirable.
さらに、表面固定化アッセイ及び他のアッセイにおいて、試料中の標的実体に結合するために、すなわち、良好な混合に必要な時間を短縮するために、他の試薬を試料に迅速に添加して混合する必要がある。 Furthermore, in surface-immobilized and other assays, other reagents are rapidly added to the sample and mixed to bind to the target entity in the sample, i.e. to reduce the time required for good mixing. There is a need to.
本発明の1つの態様は、試料又は液体の厚さを低減及び/又は制御すること、及び/又は試料の厚さを均一にすることにより、飽和インキュベーション時間を短縮できる装置、システム、及び方法に関する。本発明の1つの重要な利点は、迅速で、簡単で、コストが低いことである。例えば、本発明は、任意の複雑なプレハブ式マイクロ流体チャネル及びポンプを使用することなく、飽和インキュベーション時間を、マイクロ流体チャネルベースアッセイの飽和インキュベーション時間以上にすることができることにより、それが簡単で、使いやすく、コストが低い。 One aspect of the present invention relates to devices, systems, and methods that can reduce saturation incubation times by reducing and/or controlling the thickness of the sample or liquid and/or by making the sample thickness uniform. .. One important advantage of the present invention is that it is fast, simple and low cost. For example, the present invention simplifies that by allowing the saturation incubation time to be greater than or equal to that of the microfluidic channel-based assay without the use of any complex prefabricated microfluidic channels and pumps, Easy to use and low cost.
本発明の1つの基本原理は、表面固定化アッセイにおいて、結合部位領域の寸法(最小のもの)が試料の厚さより大きい場合に結合部位における標的分析物/実体の固定化のための飽和インキュベーション時間が、試料内の標的分析物/実体が試料の厚さの距離にわたって拡散する時間(すなわち、分析物/実体の拡散時間)によって第一に規定されるという事実に基づくものである。試料中のある距離にわたる実体の拡散時間は、距離の二乗に比例し、実体の拡散定数に反比例する。したがって、試料の厚さを減少させることにより、拡散時間が大幅に短縮される。 One basic principle of the invention is that in surface immobilization assays, the saturation incubation time for immobilization of the target analyte/entity at the binding site when the size of the binding site area (minimum) is larger than the sample thickness. Is based primarily on the fact that the target analyte/entity in the sample is defined primarily by the time it takes for the sample thickness distance to diffuse (ie the analyte/entity diffusion time). The diffusion time of an entity over a distance in a sample is proportional to the square of the distance and inversely proportional to the diffusion constant of the entity. Therefore, by reducing the thickness of the sample, the diffusion time is significantly reduced.
28 スペーサを使用しない試料の厚さの制御及び計測
本発明のいくつかの実施形態において、試料又は関連のある体積の試料を調節するために使用されるスペーサは、(a)プレート間の間隔を計測することができる位置決めセンサ、及び(b)プレート位置を制御し、センサにより提供された情報に基づいてプレートを所望のプレート間の間隔に移動させることができる装置によって置き換えられる。いくつかの実施形態において、全てのスペーサは、移動ステージ、監視センサ及びフィードバックシステムにより置き換えられる。
28 Controlling and Measuring Sample Thickness without Spacers In some embodiments of the invention, the spacers used to adjust the sample or sample of related volume include (a) spacing between plates. And a device capable of controlling the plate position and moving the plates to the desired interplate spacing based on the information provided by the sensors. In some embodiments, all spacers are replaced by translation stages, monitoring sensors and feedback systems.
光学的方法を用いた間隔及び/又は試料の厚さの計測 いくつかの実施形態において、内表面間の間隔の計測(f)は、光学干渉の使用を含む。光学干渉は、複数の波長を使用することができる。例えば、第1のプレートと第2のプレートの内表面で反射された光の干渉による光信号は、光の波長で振動する。振動から、内表面間の間隔を決定することができる。干渉信号を補強するために、1つ又は両方の内表面を光反射材料で被覆することができる。 Measuring Distance and/or Sample Thickness Using Optical Methods In some embodiments, measuring the distance between inner surfaces (f) comprises using optical interference. Optical interference can use multiple wavelengths. For example, an optical signal due to interference of light reflected on the inner surfaces of the first plate and the second plate vibrates at the wavelength of light. From the vibration, the spacing between the inner surfaces can be determined. One or both inner surfaces can be coated with a light-reflecting material to enhance the interfering signal.
いくつかの実施形態において、内表面間の間隔の計測(f)は、光学撮像(例えば、試料の2D(2次元)/3D(3次元)画像を撮像し、該撮像は、異なる視野角、異なる波長、異なる位相、及び/又は異なる偏光で行うことができる)及び画像処理を含む。 In some embodiments, the measurement (f) of the spacing between the inner surfaces involves capturing an optical image (eg, a 2D (two-dimensional)/3D (three-dimensional) image of the sample, the imaging at different viewing angles, Different wavelengths, different phases, and/or different polarizations) and image processing.
光学的方法を用いた試料全体の面積又は体積の計測 いくつかの実施形態において、試料全体の面積又は体積の計測(f)は、光学撮像(例えば、試料の2D(2次元)/3D(3次元)画像を撮像し、該撮像は、異なる視野角、異なる波長、異なる位相、及び/又は異なる偏光で行うことができる)及び画像処理を含む。試料の面積は、第1のプレート及び第2のプレートにほぼ平行な方向の面積を指す。3D画像化は、オブジェクトの3次元(3D)画像を取得するための最も一般的な方法の1つである干渉縞投影プロフィロメトリー(FPP)の方法を使用することができる。 Measuring the Area or Volume of the Entire Sample Using Optical Methods In some embodiments, measuring the area or volume of the entire sample (f) involves optical imaging (eg, 2D (2D)/3D(3) of the sample). (Dimensional) image is captured, which can be performed at different viewing angles, different wavelengths, different phases, and/or different polarizations) and image processing. The area of the sample refers to the area in a direction substantially parallel to the first plate and the second plate. 3D imaging can use the method of fringe projection profilometry (FPP), which is one of the most popular methods for acquiring a three-dimensional (3D) image of an object.
いくつかの実施形態において、画像化による試料の面積又は体積の計測は、(a)面積又は体積が既知の試料を使用して画像スケールを較正すること(例えば、撮像装置はスマートフォンであり、該スマートフォンで撮像された画像の寸法は、同一のスマートフォンで撮像された寸法が既知の試料の画像と比較することにより較正できる)、(b)画像と、第1のプレート及び第2のプレートに又はその近くに配置されたスケールマーカー(定規)とを比較すること(本明細書でさらに論じる)、及び(c)それらの組み合わせを含む。 In some embodiments, measuring the area or volume of a sample by imaging includes (a) calibrating an image scale using a sample of known area or volume (e.g., the imager is a smartphone, The dimensions of the image taken with the smartphone can be calibrated by comparing the image taken with the same smartphone to an image of a sample of known dimensions), (b) the image and the first and second plates or Comparing scale markers (rulers) placed in its vicinity (discussed further herein), and (c) including combinations thereof.
本明細書で使用されるように、光は、可視光、紫外光、赤外光、及び/又は近赤外光を含むことができる。光は、20nm〜20,000nmの範囲内の波長を含むことができる。 As used herein, light can include visible light, ultraviolet light, infrared light, and/or near infrared light. The light can include wavelengths within the range of 20 nm to 20,000 nm.
29 実施形態のその他の説明
以下の方法、装置、及びシステムを提供する。これらの実施形態は、上記又は下記の構成要素、材料、パラメータ又はステップのいずれかを使用して実施することができる。次の実施形態は、CROFプレートを使用する。
実施形態1.
(a)分析物を含有する試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレートと第2のプレートを取得するステップであって、それぞれのプレートが、実質的に平坦な試料接触面を有し、1つ又は2つのプレートが可撓性であり、前記プレートの1つ又は2つがスペーサを含み、これらのスペーサが、それぞれの試料接触面に固定され、前記スペーサが、所定の実質的に均一な高さ、及び、前記分析物の大きさよりも少なくとも約2倍大きく最大200μm(マイクロメータ)である所定の一定のスペーサ間距離を有する、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、試料をプレートの1つ又は2つに付着させるステップであって、前記開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつ前記プレート間の距離が前記スペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、前記2つのプレートを用いて前記試料の少なくとも一部を圧縮して実質的に均一な厚さの層にするステップであって、前記均一な厚さが前記プレートの前記試料接触面によって制限され、前記層の前記均一な厚さが前記スペーサと前記プレートによって調節され、前記圧縮は、
前記2つのプレートを一体にすること、及び
前記プレートを一緒に閉鎖構成までプレスするために、並行して又は順次に前記プレートのうち少なくとも1つのプレートの1つの領域を適当にプレスし、前記適当なプレスにより前記試料の前記少なくとも一部に対する前記プレート上の実質的に均一な圧力が生成され、前記プレスにより前記試料の前記少なくとも一部が前記プレートの前記試料接触面間に横方向に広がり、前記閉鎖構成が、均一な厚さ領域の前記層における前記プレート間の前記距離が前記スペーサにより調節される構成であること
を含む、ステップ、並びに
(e)前記プレートが前記閉鎖構成である間に、前記均一な厚さの層内の前記分析物を分析するステップ
を含む、液体試料を分析するための方法であって、
適当なプレスは、前記プレートの外面の形状変化に関わらず、ある領域に加えた圧力を実質的に一定にする方法であり、
前記並行プレスは、所期の領域に圧力を同時に加え、前記順次プレスは、所期の領域の一部に圧力を加え、かつ徐々に他の領域に移行する、方法。
実施形態2.
第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
i.前記プレートは、異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、
ii.前記プレートの1つ又は2つは可撓性であり、
iii.各プレートは、そのそれぞれの表面に、分析物を含む試料と接触するための試料接触領域を有し、
iv.前記プレートの1つ又は2つは、それぞれの試料接触領域に固定されたスペーサを含み、前記スペーサは、所定の実質的に均一な高さ、及び、前記分析物の大きさより少なくとも約2倍大きく最大200μmである所定の一定のスペーサ間の距離を有し、少なくとも1つのスペーサは、前記試料接触領域内にあり、
1つの構成は、2つのプレートが離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が1つ又は2つのプレートに付着する、開放構成であり、かつ
別の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成では、試料の少なくとも一部は、2つのプレートにより圧縮されて非常に均一な厚さの層になり、前記層の均一な厚さは、プレートの試料接触表面により制限され、スペーサ及びプレートにより調節される、液体試料を分析するための装置。
実施形態3.
(a)血液試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、各プレートは、実質的に平坦な試料接触表面を有し、1つ又は2つのプレートは可撓性であり、1つ又は2つのプレートは、それぞれの試料接触表面に固定されたスペーサを含み、スペーサは、
i.所定の実質的に均一な高さと、
ii.実質的に均一な断面及び平坦な上面を有する柱形状と、
iii.1以上の、高さに対する幅の比と、
iv.10]m〜200]mの範囲内の所定の一定のスペーサ間の距離と、
v.1%以上の充填率と、
vi.スペーサの充填率とヤング率との2MPa以上の積と
を有する、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、1つ又は2つのプレートに血液試料を付着させるステップであって、開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつプレート間の間隔がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、2つのプレートを用いて、血液試料の少なくとも一部を圧縮して実質的に均一な厚さの層にするステップであって、実質的に均一な厚さは、プレートの試料接触表面により制限され、前記層の均一な厚さは、スペーサ及びプレートにより調節され、かつ10%より小さな変動を伴う1.8]m〜3]mの範囲内の平均値を有し、前記圧縮は、
前記2つのプレートを一体にすること、及び
前記プレートを一緒に閉鎖構成までプレスするために、並行して又は順次に前記プレートのうち少なくとも1つの1つの領域を適当にプレスし、前記適当なプレスにより前記試料の前記少なくとも一部を介して前記プレートに実質的に均一な圧力が生成され、前記プレスにより前記試料の前記少なくとも一部が前記プレートの前記試料接触面間に横方向に広がり、前記閉鎖構成が、均一な厚さ領域の前記層における前記プレート間の前記距離が前記スペーサにより調節される構成であること
を含む、ステップ、並びに
(e)プレートが閉鎖構成にある間に、均一な厚さの層内の血液を分析するステップ
を含む、血液試料を分析するための方法であって、
充填率は、総プレート面積に対するスペーサ接触面積の比であり、
前記適当なプレスは、前記プレートの外面の形状変化に関わらず、ある領域に加えた圧力を実質的に一定にする方法であり、かつ
前記並行プレスは、所望の領域に圧力を同時に加え、前記順次プレスは、所定の領域の一部に圧力を加え、かつ徐々に他の領域に移行する、方法。
実施形態4.
第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
v.プレートは、異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、
vi.1つ又は2つのプレートが可撓性であり、
vii.各プレートは、そのそれぞれの表面に、血液試料と接触するための試料接触領域を有し、
viii.1つ又は2つのプレートは、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含み、スペーサは、所定の実質的に均一な高さ、及び7]m〜200]mの範囲内の所定の一定のスペーサ間の距離を有し、少なくとも1つのスペーサは、試料接触領域内にあり、
1つの構成は、2つのプレートが離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が1つ又は2つのプレートに付着する、開放構成であり、かつ
別の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成では、試料の少なくとも一部は、2つのプレートにより圧縮されて非常に均一な厚さの層になり、前記層の均一な厚さは、2つのプレートの内表面により制限され、スペーサ及びプレートにより調節され、かつ小さな変動を伴う1.8]m〜3]mの範囲内の平均値を有する、液体試料を分析するための装置。
実施形態5.液体試料の一部において標的実体を局所的に結合するための方法であって、
(a)試料中に拡散できる標的実体を含有する試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、1つ又は2つのプレートは、それぞれのプレート上に固定され、所定の実質的に均一な高さを有するスペーサを含み、第1のプレートはその表面に結合部位を含み、前記結合部位は所定の領域を有し、かつ標的実体に結合して標的実体を固定化する、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、試料をプレートの1つ又は2つに付着させるステップであって、前記開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつ前記プレート間の距離がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、2つのプレートを閉鎖構成にすることにより試料を圧縮するステップであって、閉鎖構成は、試料の少なくとも一部が圧縮されて均一な厚さの層になり、前記層が、2つのプレートの内表面に接触し内表面によって制限されかつ結合部位に接触する、構成であり、層の均一な厚さが、スペーサ及びプレートにより調節され、250μmより小さく、かつ結合部位の所定の領域の直線寸法より実質的に小さい、ステップ、
(e)(d)の後かつプレートが閉鎖構成にある間に、
(1)関連のある時間長さで試料をインキュベートし、次にインキュベーションを停止するステップ、あるいは、
(2)関連のある時間長さの最小値以上の時間で試料をインキュベートし、次に、関連のある時間長さの最大値以下の時間内に標的実体の結合部位への結合を評価するステップ
であって、
関連のある時間長さは、
i.標的実体が閉鎖構成で均一な厚さの層の厚さにわたって拡散するのに必要な時間以上であり、かつ
ii.標的実体が横方向に結合部位の最小横方向寸法にわたって拡散するのに必要な時間より顕著に短く、
(1)におけるインキュベーションの終了時又は(2)における評価の間、結合部位に結合される大部分の標的実体は関連のある体積の試料に由来し、
インキュベーションにより、標的実体が結合部位に結合することが可能となり、関連のある体積は、閉鎖構成で結合部位にある試料の一部である、ステップ
を含む、方法。
実施形態6.標的実体を液体試料の一部に局所的に結合するための装置であって、
第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
i.プレートは、異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、1つ又は2つのプレートは可撓性であり、
iii.各プレートは、そのそれぞれの表面に、試料中に拡散できる実体を含む試料と接触するための試料接触領域を有し、
iv.前記プレートの1つは、その試料接触領域上に固定化した結合部位を有し、前記結合部位は、所定の領域を有し、かつ前記標的実体に結合してそれを固定化した結合部位を有し、
v.1つ又は2つのプレートは、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含み、スペーサは、所定の実質的に均一な高さ、及び所定の一定のスペーサ間の距離を有し、少なくとも1つのスペーサは、試料接触領域内にあり、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が1つ又は2つのプレートに付着する、開放構成であり、かつ
別の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成では、試料の少なくとも一部は、2つのプレートにより圧縮されて均一な厚さの層になり、均一な厚さの層の少なくとも一部は、結合部位の上にあり、かつ層の均一な厚さは、2つのプレートの内表面により制限され、スペーサ及びプレートにより調節され、250μmより小さく、かつ結合部位の所定の領域の平均直線寸法より実質的に小さい、装置。
実施形態7.液体試料の一部に試薬を局所的に放出する方法であって
(a)試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、
(i)1つ又は2つのプレートは、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含み、
(ii)スペーサは、所定の均一な高さを有し、
(iii)第1のプレートは、その表面に貯蔵部位を含み、前記貯蔵部位は、所定の領域を有しかつ試薬を含み、前記試薬は、試料に接触すると試料中に溶解して試料中に拡散する、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、試料をプレートの1つ又は2つに付着させるステップであって、前記開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつ前記プレート間の距離がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、2つのプレートを閉鎖構成にすることにより試料を圧縮するステップであって、閉鎖構成は、試料の少なくとも一部が圧縮されて均一な厚さの層になり、前記層が2つのプレートの内表面によって制限されかつ貯蔵部位を被覆する、構成であり、層の均一な厚さが、スペーサ及びプレートにより調節され、250μmより小さく、かつ貯蔵部位の所定の領域の直線寸法より実質的に小さい、ステップ、
(e)ステップ(d)の後かつプレートが閉鎖構成にある間に、関連のある時間長さで試料をインキュベートし、次にインキュベーションを停止するステップであって、
関連のある時間長さは
i.閉鎖構成において、標的実体が均一な厚さの層の厚さにわたって拡散するのに必要な時間以上であり、かつ
ii.標的実体が結合部位の所定の領域の直線寸法にわたって横方向に拡散するのに必要な時間より短く、
それにより、インキュベーションの後、当初は貯蔵部位にある試薬の大部分は、関連のある体積の試料中にあり、
インキュベーションは、試薬が試料と結合又は混合することを可能にする過程であり、関連のある体積は、閉鎖構成で結合部位にある試料の一部分である、ステップ
を含む、方法。
実施形態8.液体試料の一部に試薬を局所的に放出するための装置であって、
第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
i.前記プレートは、異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、
ii.前記プレートの1つ又は2つは可撓性であり、
vi.各プレートは、そのそれぞれの表面に、試料と接触するための試料接触領域を有し、
vii.プレートの1つは、その試料接触領域に貯蔵部位を含み、前記貯蔵部位は、所定の領域を有しかつ試薬を含み、前記試薬は、試料に接触すると試料中に溶解して試料中に拡散し、かつ標的実体に結合し、
viii.前記プレートの1つ又は2つは、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含み、スペーサは、(a)250]m以下であり試薬部位の所定の領域の平均直線寸法より実質的に小さい、所定の実質的に均一な高さ、及び(b)200]m以下の範囲内の所定の一定のスペーサ間の距離を有し、少なくとも1つのスペーサは、試料接触領域内にあり、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が1つ又は2つのプレートに付着する、開放構成であり、
別の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成では、試料の少なくとも一部は、2つのプレートにより圧縮されて均一な厚さの層になり、均一な厚さの層の少なくとも一部は、結合部位の上にあり、かつ層の均一な厚さは、2つのプレートの内表面により制限され、スペーサ及びプレートにより調節される、装置。
実施形態9.関連のある体積の試料中の標的実体をプレート表面の結合部位に結合するための時間を短縮するための方法であって、
(a)試料中に拡散できる標的実体を含有する試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、1つ又は2つのプレートは、それぞれのプレート上に固定されたスペーサを含み、1つ又は2つのプレートは可撓性であり、スペーサは、所定の実質的に均一な高さ、及び所定の一定のスペーサ間の距離を有し、第1のプレートはその表面に結合部位を含み、結合部位は所定の領域を有し、かつ標的実体に結合して固定化する、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、試料をプレートの1つ又は2つに付着させるステップであって、前記開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつ前記プレート間の距離がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、2つのプレートを閉鎖構成にすることにより試料を圧縮するステップであって、閉鎖構成は、関連のある体積の試料の厚さが、プレートの開放構成の時と比較して減少し実質的に均一な厚さの層になり、実質的に均一な厚さは、少なくとも1mm2の側面積を有し2つのプレートの内表面によって制限されかつ結合部位を被覆する、構成であり、前記層の均一な厚さが、スペーサ及びプレートにより調節され、250μmより小さく、かつ結合部位の所定の領域の直線寸法より実質的に小さく、関連のある体積は、試料の体積の一部又は全部である、ステップ
を含み、
関連のある体積の試料の厚さを減少させることによって、関連のある体積における結合部位と標的実体との間の結合が平衡に達するための時間が短縮される、方法。
実施形態10.標的実体を液体試料の一部に局所的に結合するための装置であって、
第1のプレート及び第2のプレート
を含み、
i.プレートは、異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、1つ又は2つのプレートは可撓性であり、
iii.各プレートは、そのそれぞれの表面に試料と接触するための試料接触領域を有し、試料接触領域は、試料中に拡散できる実体を含み、
iv.前記プレートの1つは、その試料接触領域上に結合部位を有し、前記結合部位は、所定の領域を有し、かつ前記標的実体に結合してそれを固定化し、
v.1つ又は2つのプレートは、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含み、スペーサは、所定の実質的に均一な高さ、及び所定の一定のスペーサ間の距離を有し、少なくとも1つのスペーサは、試料接触領域内にあり、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が1つ又は2つのプレートに付着する、開放構成であり、かつ
別の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成では、試料の少なくとも一部は、2つのプレートにより圧縮されて均一な厚さの層になり、均一な厚さの層の少なくとも一部は、結合部位の上にあり、かつ層の均一な厚さは、2つのプレートの内表面により制限され、スペーサ及びプレートにより調節され、250μmより小さく、結合部位の所定の領域の平均直線寸法より実質的に小さく、
関連のある体積の試料の厚さを減少させることは、関連のある体積における結合部位と標的実体との間の結合が平衡に達するための時間を短縮する、装置。
実施形態11.流体的隔離無しでの液体試料の並行多重化アッセイのための方法であって、
(a)試料中に拡散できる1つ以上の標的分析物を含有する試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、
i.1つ又は2つのプレートは、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含み、1つ又は2つのプレートは可撓性であり、
ii.スペーサは、所定の実質的に均一な高さ、及び所定の一定のスペーサ間の距離を有し、
iii.第1のプレートは、その表面に、(a)の対応する標的分析物に結合して固定化する捕捉剤を含む所定の領域をそれぞれ有する1つ以上の結合部位を有し、かつ
iv.第2のプレートは、その表面に1つ以上の対応する貯蔵部位を含み、前記貯蔵部位はそれぞれ、所定の領域を有し、試料に接触すると試料中に溶解して試料中に拡散するある濃度の検出剤を含み、
各捕捉剤、標的分析物、及び対応する検出剤は、第1のプレートの結合部位に捕捉剤−標的分析物−検出剤サンドイッチを形成できる、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、試料をプレートの1つ又は2つに付着させるステップであって、前記開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつ前記プレート間の距離がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、2つのプレートを閉鎖構成にすることにより試料を圧縮するステップであって、閉鎖構成は、
i.試料の少なくとも一部が、圧縮されて均一な厚さの層になり、前記層が、2つのプレートの内表面に接触し前記内表面によって制限され、かつ1つ以上の結合部位及び1つ以上の貯蔵部位に接触し、
ii.1つ以上の対応する貯蔵部位が1つ以上の結合部位の上にあり、かつ
iii.層の均一な厚さが、スペーサ及びプレートにより調節され、250μmより小さく、かつ各貯蔵部位の所定の領域の直線寸法より実質的に小さい、
構成である、ステップ、
(e)(d)の後かつプレートが閉鎖構成にある間に、
(1)関連のある時間長さで試料をインキュベートし、次にインキュベーションを停止するステップ、あるいは、
(2)関連のある時間長さの最小値以上の時間で試料を試料し、次に、関連のある時間長さの最大値以下の時間内に各標的分析物の結合部位への結合を評価するステップ
であって、
関連のある時間長さは、
i.閉鎖構成において、(a)の標的分析物が均一な厚さの層の厚さにわたって拡散するのに必要な時間以上であり、かつ
ii.(a)の標的分析物が結合部位の所定の領域の直線寸法にわたって横方向に拡散するのに必要な時間より顕著に短く、
それにより、反応が生じ、前記反応において、(1)におけるインキュベーションの終了時又は(2)における評価の間、各結合部位に結合した捕捉剤−標的分析物−検出剤サンドイッチの大部分が、対応する関連のある体積の試料に由来し、
インキュベーションにより、各標的分析物が結合部位及び検出剤に結合することが可能となり、対応する関連のある体積は、閉鎖構成で対応する貯蔵部位にある試料の一部分であり、隣接した貯蔵部位の縁部間の分離間隔と隣接した結合部位の縁部間の分離間隔は、標的分析物又は検出剤が関連のある時間で拡散できる距離より大きく、結合部位及び/又は貯蔵部位の間に流体的隔離がない、ステップ
を含む、方法。
実施形態12.流体的隔離無しでの液体試料の並行多重化アッセイのための装置であって、
第1のプレート及び第2のプレートを含み、
i.プレートは、異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、1つ又は2つのプレートは可撓性であり、
ii.1つ又は2つの前記プレートは、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含み、スペーサは、所定の実質的に均一な高さ、及び所定の一定のスペーサ間の距離を有し、
iii.各前記プレートは、そのそれぞれの表面に、試料中に拡散できる1つ以上の標的分析物を含む試料と接触するための試料接触領域を有し、
iv.前記第1のプレートは、その表面に、試料の対応する標的分析物に結合して固定化する捕捉剤を含む所定の領域をそれぞれ有する1つ以上の結合部位を有し、かつ
v.第2のプレートは、その表面上に1つ以上の対応する貯蔵部位を有し、前記貯蔵部位はそれぞれ、所定の領域を有し、試料に接触すると試料中に溶解して試料中に拡散するある濃度の検出剤を含み、
各捕捉剤、標的分析物、及び対応する検出剤は、第1のプレートの結合部位に捕捉剤−標的分析物−検出剤サンドイッチを形成でき、
1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が1つ又は2つのプレートに付着する、開放構成であり、かつ
別の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成では、
i.試料の少なくとも一部が、圧縮されて均一な厚さの層になり、前記層が、2つのプレートの内表面に接触し前記内表面によって制限され、かつ1つ以上の結合部位及び1つ以上の貯蔵部位に接触し、
ii.1つ以上の対応する貯蔵部位が1つ以上の結合部位の上にあり、
iii.層の均一な厚さが、スペーサ及びプレートにより調節され、かつ250μmより小さく、貯蔵部位の所定の領域の直線寸法より実質的に小さく、かつ
iv.結合部位及び/又は貯蔵部位の間に流体的隔離が存在せず、
隣接した貯蔵部位の縁部間の分離間隔及び隣接した結合部位の縁部間の分離間隔は、関連のある時間内で標的分析物又は検出剤が拡散できる距離より大きく、かつ結合部位及び/又は貯蔵部位の間に流体的隔離が存在しない、装置。
実施形態13A.携帯電話を用いて試料を迅速に分析するシステムであって、
(a)CROF装置の1つ又は2つのプレートが、異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、
i.1つの構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりプレート間の間隔がスペーサにより調節されずかつ試料が1つ又は2つのプレートに付着する、開放構成であり、かつ
ii.別の構成は、試料が開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、閉鎖構成では、試料の少なくとも一部は、2つのプレートにより圧縮されて均一な厚さの層になり、均一な厚さの層は、2つのプレートの内表面に接触しかつ前記内表面により制限され、スペーサ及びプレートにより調節される、CROF装置と、
(b)i.試料を検出及び/又は画像化するための1つ以上のカメラ、
ii.検出された信号及び/又は試料の画像を受信及び/又は処理するため、並びに遠隔通信するための電子部品、信号プロセッサ、ハードウェア、及びソフトウェア
を含むモバイル通信装置と、
(c)モバイル通信装置又は外部源のいずれか一方からの光源と
を含む、システム。
実施形態13B.携帯電話を用いて試料を迅速に分析するための方法であって、
(a)実施形態13AのシステムのCROF装置上に試料を付着させるステップ、
(b)結果を生成するために、CROF装置上に付着した試料をアッセイするステップ、
(c)モバイル通信装置からの結果をモバイル通信装置から遠く離れた位置に伝達するステップ
を含む、方法。
実施形態14.
(a)試料中に拡散できる分析物を含有する試料を取得するステップ、
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレート及び第2のプレートを取得するステップであって、1つ又は2つのプレートは、それぞれのプレートに固定されたスペーサを含み、スペーサは所定の均一な高さを有し、第1のプレートは、その表面に、所定の領域を有する分析物アッセイ領域を含む、ステップ、
(c)プレートが開放構成で構成されている時に、試料をプレートの1つ又は2つに付着させるステップであって、前記開放構成は、2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつ前記プレート間の距離がスペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、2つのプレートを用いて、試料の少なくとも一部を圧縮して均一な厚さの層にするステップであって、均一な厚さは2つのプレートの内表面により限定され、層の均一な厚さは、スペーサ及びプレートにより調節され、かつ分析物アッセイ領域の所定の横方向領域の直線寸法より実質的に小さく、前記圧縮は、
前記2つのプレートを一体にすること、及び
前記プレートを一緒にプレスして閉鎖構成にするように、プレートの外表面に外力を加えること
を含み、前記力は、試料の少なくとも一部の上方に位置するプレート上に圧力を生成し、圧力は、前記試料の少なくとも一部をプレートの内表面の間に横方向に広げ、前記閉鎖構成は、均一な厚さ領域の層内のプレート間の間隔がスペーサにより調節される、構成である、ステップ、
(e)プレートが閉鎖構成にある間に、(i)分析物が均一な厚さの層の厚さにわたって拡散するのに必要な時間とほぼ等しいか又はそれより長い時間で、かつ(i)分析物が分析物アッセイ領域にわたって拡散するのに必要な時間より顕著に短い時間で、試料をインキュベートするステップ、並びに
(f)ステップ(e)の直後に、インキュベーションを停止してアッセイ領域内の分析物を計測するステップ、あるいは、プレートが閉鎖構成である間にインキュベーションを続け、かつ、分析物が分析物アッセイ領域全体にわたって拡散するのに必要な時間より顕著に短い時間で、アッセイ領域内の分析物を計測するステップ
を含む、液体試料を分析する方法。
29 Other Description of Embodiment
The following methods, devices, and systems are provided. These embodiments can be implemented using any of the components, materials, parameters or steps described above or below. The following embodiment uses a CROF plate.
(A) obtaining a sample containing the analyte,
(B) obtaining a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, each plate having a substantially flat sample contact surface; One or two plates are flexible and one or two of said plates contain spacers, which are fixed to their respective sample contact surfaces, said spacers having a predetermined substantially uniform height. And having a predetermined constant distance between spacers that is at least about twice as large as the analyte size and up to 200 μm (micrometers),
(C) attaching the sample to one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the open configuration is such that the two plates are partially or completely separated and A configuration in which the distance between the plates is not adjusted by the spacer, a step,
(D) after (c) compressing at least a portion of the sample with the two plates into a layer of substantially uniform thickness, the uniform thickness of the plates Limited by the sample contact surface of the layer, the uniform thickness of the layer is adjusted by the spacer and the plate, and the compression is
Uniting the two plates, and
Appropriately pressing one area of at least one of said plates in parallel or sequentially to press said plates together into a closed configuration, said appropriate pressing being applied to said at least a portion of said sample. A substantially uniform pressure on the plate is generated such that the pressing causes the at least a portion of the sample to spread laterally between the sample contacting surfaces of the plate and the closed configuration to provide a uniform thickness region. The distance between the plates in the layer is adjusted by the spacer.
Including steps, and
(E) analyzing the analyte in the layer of uniform thickness while the plate is in the closed configuration.
A method for analyzing a liquid sample, comprising:
A suitable press is a method of making the pressure applied to a certain region substantially constant regardless of the shape change of the outer surface of the plate,
The method wherein the parallel press simultaneously applies pressure to a desired region and the sequential press applies pressure to a portion of the desired region and gradually transitions to another region.
First plate and second plate
Including,
i. The plates are movable with respect to each other in different configurations,
ii. One or two of the plates is flexible,
iii. Each plate has a sample contact area on its respective surface for contacting a sample containing analyte,
iv. One or two of the plates include spacers secured to respective sample contact areas, the spacers having a predetermined substantially uniform height and at least about two times greater than the size of the analyte. Having a predetermined constant distance between spacers of up to 200 μm, wherein at least one spacer is within the sample contact area,
One configuration is an open configuration in which the two plates are separated and the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two plates, and
Another configuration is a closed configuration, which was configured after the sample was deposited in an open configuration, where at least a portion of the sample was compressed by two plates into a layer of very uniform thickness, An apparatus for analyzing a liquid sample, wherein the uniform thickness of said layer is limited by the sample contacting surface of the plate and regulated by spacers and plates.
(A) obtaining a blood sample,
(B) obtaining a first plate and a second plate movable relative to each other in a different configuration, each plate having a substantially flat sample contact surface Or the two plates are flexible and one or two plates include spacers fixed to their respective sample contact surfaces, the spacers comprising:
i. A predetermined substantially uniform height,
ii. A pillar shape having a substantially uniform cross section and a flat upper surface;
iii. A width to height ratio of 1 or greater,
iv. A predetermined constant distance between the spacers in the range of 10]m to 200]m;
v. Filling rate of 1% or more,
vi. The product of the spacer filling rate and Young's modulus of 2 MPa or more
Having a step,
(C) depositing a blood sample on one or two plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration comprising two plates partially or completely separated and between the plates. The spacing is not adjusted by the spacer, the steps are:
(D) after (c), using two plates, compressing at least a portion of the blood sample into a layer of substantially uniform thickness, wherein the substantially uniform thickness is Limited by the sample contact surface of the plate, the uniform thickness of the layer is adjusted by the spacer and the plate and has an average value in the range 1.8]m-3]m with a variation of less than 10%. And wherein the compression is
Uniting the two plates, and
In order to press the plates together into a closed configuration, one or more regions of at least one of the plates are suitably pressed in parallel or sequentially and by said appropriate pressing through said at least part of said sample. A substantially uniform pressure is generated on the plate, the press causes the at least a portion of the sample to spread laterally between the sample contacting surfaces of the plate, and the closed configuration defines a uniform thickness region of the sample. The distance between the plates in a layer is adjusted by the spacer
Including steps, and
(E) analyzing blood in a layer of uniform thickness while the plate is in the closed configuration
A method for analyzing a blood sample, comprising:
The fill factor is the ratio of the spacer contact area to the total plate area,
The suitable pressing is a method for making the pressure applied to a certain region substantially constant regardless of the shape change of the outer surface of the plate, and
The parallel press applies pressure to a desired area at the same time, and the sequential press applies pressure to a part of a predetermined area, and gradually shifts to another area.
First plate and second plate
Including,
v. The plates are movable with respect to each other in different configurations,
vi. One or two plates are flexible,
vii. Each plate has on its respective surface a sample contact area for contacting a blood sample,
viii. One or two plates include spacers fixed to the respective plates, the spacers having a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant spacing within a range of 7 m to 200 m. With a distance of at least one spacer in the sample contact area,
One configuration is an open configuration in which the two plates are separated and the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two plates, and
Another configuration is a closed configuration, which was configured after the sample was deposited in an open configuration, where at least a portion of the sample was compressed by two plates into a layer of very uniform thickness, The uniform thickness of the layer is limited by the inner surfaces of the two plates, regulated by spacers and plates, and has a mean value in the range of 1.8]m to 3]m with small variations. A device for analyzing a sample.
(A) obtaining a sample containing a target entity capable of diffusing into the sample,
(B) a step of obtaining a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, one or two plates being fixed on each plate The first plate includes a spacer having a substantially uniform height, the first plate includes a binding site on its surface, the binding site has a predetermined region, and binds to the target entity to immobilize the target entity. , Step,
(C) attaching the sample to one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the open configuration is such that the two plates are partially or completely separated and The distance between the plates is not adjusted by the spacer, a configuration step,
(D) after (c), compressing the sample by placing the two plates in a closed configuration, wherein the closed configuration compresses at least a portion of the sample into a layer of uniform thickness, The layer contacts the inner surfaces of the two plates, is bounded by the inner surfaces and contacts the binding site, the uniform thickness of the layers being regulated by the spacer and the plate is less than 250 μm and the binding A step that is substantially smaller than the linear dimension of a predetermined area of the site,
(E) After (d) and while the plate is in the closed configuration,
(1) incubating the sample for a relevant length of time and then stopping the incubation, or
(2) Incubating the sample for a time greater than or equal to the minimum relevant time length and then assessing the binding of the target entity to the binding site within a time less than or equal to the maximum relevant time length.
And
The relevant length of time is
i. More than the time required for the target entity to diffuse through the thickness of the layer of uniform thickness in the closed configuration, and
ii. Significantly shorter than the time required for the target entity to spread laterally across the smallest lateral dimension of the binding site,
At the end of the incubation in (1) or during the evaluation in (2), most of the target entity bound to the binding site comes from a relevant volume of sample,
The incubation allows the target entity to bind to the binding site and the volume of interest is the portion of the sample at the binding site in the closed configuration, step
Including the method.
First plate and second plate
Including,
i. The plates are movable relative to each other in different configurations, one or two plates being flexible,
iii. Each plate has on its respective surface a sample contact area for contacting a sample containing entities capable of diffusing into the sample,
iv. One of the plates has a binding site immobilized on its sample contact region, the binding site has a predetermined region, and the binding site bound to the target entity and immobilizing it. Have,
v. One or two plates include spacers secured to each plate, the spacers having a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the spacers, wherein at least one spacer is , In the sample contact area,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two plates, and
Another configuration is a closed configuration, which was configured after the sample was deposited in an open configuration, in which at least a portion of the sample was compressed by the two plates into a layer of uniform thickness to provide a uniform thickness. At least a portion of the layer of thickness is above the binding site, and the uniform thickness of the layer is limited by the inner surfaces of the two plates, regulated by the spacer and the plate, less than 250 μm, and the binding site A device substantially smaller than the average linear dimension of a given area of the device.
Embodiment 7. A method of locally releasing a reagent into a portion of a liquid sample
(A) obtaining a sample,
(B) obtaining a first plate and a second plate moveable with respect to each other so as to have different configurations,
(I) one or two plates include spacers fixed to each plate,
(Ii) the spacer has a predetermined uniform height,
(Iii) The first plate includes a storage site on the surface thereof, the storage site having a predetermined region and containing a reagent, and the reagent is dissolved in the sample upon contact with the sample, Spread, step,
(C) attaching the sample to one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the open configuration is such that the two plates are partially or completely separated and The distance between the plates is not adjusted by the spacer, a configuration step,
(D) after (c), compressing the sample by placing the two plates in a closed configuration, wherein the closed configuration compresses at least a portion of the sample into a layer of uniform thickness, A structure in which the layer is confined by the inner surfaces of the two plates and covers the storage site, the uniform thickness of the layer being controlled by the spacer and the plate being less than 250 μm and of a predetermined area of the storage site. Step, which is substantially smaller than the linear dimension
(E) incubating the sample for a relevant length of time after step (d) and while the plate is in the closed configuration, and then stopping the incubation,
The relevant length of time is
i. More than the time required for the target entity to spread over the thickness of the layer of uniform thickness in the closed configuration, and
ii. Less than the time required for the target entity to diffuse laterally over the linear dimension of a given region of the binding site,
Thereby, after incubation, most of the reagents initially at the storage site are in the relevant volume of the sample,
Incubation is the process of allowing the reagents to bind or mix with the sample, the volume of interest being the portion of the sample at the binding site in the closed configuration.
Including the method.
First plate and second plate
Including,
i. The plates are movable with respect to each other in different configurations,
ii. One or two of the plates is flexible,
vi. Each plate has a sample contact area on its respective surface for contacting the sample,
vii. One of the plates includes a storage site in its sample contact area, said storage site having a predetermined area and containing a reagent, which upon contact with the sample dissolves in the sample and diffuses into the sample. And binds to the target entity,
viii. One or two of the plates include a spacer fixed to each plate, the spacer being (a) 250 m or less and being substantially smaller than the average linear dimension of a predetermined region of the reagent site. And (b) a predetermined constant distance between the spacers in the range of 200 m or less, wherein at least one spacer is in the sample contact area,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two plates,
Another configuration is a closed configuration, which was configured after the sample was deposited in an open configuration, in which at least a portion of the sample was compressed by the two plates into a layer of uniform thickness to provide a uniform thickness. An apparatus in which at least a portion of the layer of thickness is above the binding site, and the uniform thickness of the layer is limited by the inner surfaces of the two plates and regulated by spacers and plates.
Embodiment 9. A method for reducing the time to bind a target entity in a relevant volume of a sample to a binding site on a plate surface, the method comprising:
(A) obtaining a sample containing a target entity capable of diffusing into the sample,
(B) Obtaining a first plate and a second plate movable relative to each other in different configurations, wherein one or two plates are spacers fixed on the respective plates. Including one or two plates that are flexible, the spacers have a predetermined substantially uniform height, and a predetermined constant distance between the spacers, and the first plate is bonded to its surface. A binding site having a predetermined region and binding to and immobilizing a target entity,
(C) attaching the sample to one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the open configuration is such that the two plates are partially or completely separated and The distance between the plates is not adjusted by the spacer, a configuration step,
(D) After (c), compressing the sample by placing the two plates in a closed configuration, wherein the closed configuration is such that the thickness of the sample of the relevant volume is the same as when the plate was in the open configuration. A layer of substantially uniform thickness which is reduced in comparison, wherein the substantially uniform thickness is at least 1 mm Two A lateral surface area limited by the inner surfaces of the two plates and covering the binding site, the uniform thickness of said layer being adjusted by the spacer and the plate to be less than 250 μm and of the binding site A volume that is substantially smaller than the linear dimension of a given region and is of interest is part or all of the volume of the sample.
Including,
The method, wherein reducing the thickness of the sample in the relevant volume reduces the time for the binding between the binding site and the target entity in the relevant volume to reach equilibrium.
First plate and second plate
Including,
i. The plates are movable relative to each other in different configurations, one or two plates being flexible,
iii. Each plate has a sample contact area on its respective surface for contacting the sample, the sample contact area comprising an entity capable of diffusing into the sample,
iv. One of the plates has a binding site on its sample contact area, the binding site has a predetermined area and binds to and immobilizes the target entity,
v. One or two plates include spacers secured to each plate, the spacers having a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the spacers, wherein at least one spacer is , In the sample contact area,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two plates, and
Another configuration is a closed configuration, which was configured after the sample was deposited in an open configuration, in which at least a portion of the sample was compressed by the two plates into a layer of uniform thickness to provide a uniform thickness. At least a portion of the layer of thickness is above the binding site, and the uniform thickness of the layer is limited by the inner surfaces of the two plates and regulated by the spacers and plates, less than 250 μm, of the binding site. Substantially smaller than the average linear dimension of a given area,
Decreasing the thickness of the sample in the relevant volume reduces the time for the binding between the binding site and the target entity in the relevant volume to reach equilibrium.
Embodiment 11. A method for parallel multiplexed assay of a liquid sample without fluidic isolation, comprising:
(A) obtaining a sample containing one or more target analytes that can diffuse into the sample,
(B) obtaining a first plate and a second plate moveable with respect to each other so as to have different configurations,
i. One or two plates including spacers fixed to the respective plates, one or two plates being flexible,
ii. The spacers have a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the spacers,
iii. The first plate has on its surface one or more binding sites each having a predetermined region containing a capture agent that binds and immobilizes the corresponding target analyte of (a), and
iv. The second plate includes on its surface one or more corresponding storage sites, each storage site having a predetermined area, and a concentration that dissolves in the sample upon contact with the sample and diffuses into the sample. Including the detection agent of
Each capture agent, target analyte, and corresponding detection agent can form a capture agent-target analyte-detection agent sandwich at the binding site of the first plate,
(C) attaching the sample to one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the open configuration is such that the two plates are partially or completely separated and The distance between the plates is not adjusted by the spacer, a configuration step,
(D) after (c), compressing the sample by placing the two plates in a closed configuration, the closed configuration comprising:
i. At least a portion of the sample is compressed into a layer of uniform thickness, said layer contacting and constrained by the inner surfaces of the two plates, and having one or more binding sites and one or more Contact the storage site of
ii. One or more corresponding storage sites are above the one or more binding sites, and
iii. A uniform thickness of the layer, controlled by spacers and plates, of less than 250 μm and substantially less than the linear dimension of a given area of each storage site,
Is a step,
(E) After (d) and while the plate is in the closed configuration,
(1) incubating the sample for a relevant length of time and then stopping the incubation, or
(2) Samples are sampled for a time greater than or equal to the minimum relevant time length and then evaluated for binding to the binding site of each target analyte within a time less than or equal to the maximum relevant time length. Steps to do
And
The relevant length of time is
i. More than the time required for the target analyte of (a) to diffuse over the thickness of the layer of uniform thickness in the closed configuration, and
ii. Significantly less than the time required for the target analyte of (a) to diffuse laterally over the linear dimension of a given region of the binding site,
Thereby, a reaction is generated, in which in the end of the incubation in (1) or during the evaluation in (2) most of the capture agent-target analyte-detection agent sandwich bound to each binding site is corresponding. Derived from the relevant volume of the sample,
Incubation allows each target analyte to bind to the binding site and the detection agent, and the corresponding relevant volume is the portion of the sample at the corresponding storage site in the closed configuration and the edges of adjacent storage sites. The separation distance between the moieties and the edges of the adjacent binding sites is greater than the distance over which the target analyte or detection agent can diffuse in a relevant time period, and provides a fluid isolation between the binding and/or storage sites. No step
Including the method.
Including a first plate and a second plate,
i. The plates are movable relative to each other in different configurations, one or two plates being flexible,
ii. One or two of the plates includes spacers secured to each plate, the spacers having a predetermined substantially uniform height and a predetermined constant distance between the spacers.
iii. Each said plate has on its respective surface a sample contact area for contacting a sample containing one or more target analytes capable of diffusing into the sample,
iv. The first plate has on its surface one or more binding sites each having a predetermined region containing a capture agent that binds and immobilizes a corresponding target analyte of the sample, and
v. The second plate has one or more corresponding storage sites on its surface, each storage site having a predetermined area, which upon contact with the sample dissolves in the sample and diffuses into the sample. Contains a concentration of detection agent,
Each capture agent, target analyte, and corresponding detection agent can form a capture agent-target analyte-detection agent sandwich at the binding site of the first plate,
One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two plates, and
Another configuration is the closed configuration, which was configured after the sample was deposited in the open configuration, and in the closed configuration,
i. At least a portion of the sample is compressed into a layer of uniform thickness, said layer contacting and constrained by the inner surfaces of the two plates, and having one or more binding sites and one or more Contact the storage site of
ii. One or more corresponding storage sites on one or more binding sites,
iii. A uniform thickness of the layer, controlled by spacers and plates, and smaller than 250 μm, substantially smaller than the linear dimension of a given area of the storage site, and
iv. There is no fluid isolation between the binding site and/or the storage site,
The separation distance between the edges of adjacent storage sites and the separation distance between the edges of adjacent binding sites is greater than the distance over which the target analyte or detection agent can diffuse within the relevant time period, and the binding sites and/or A device in which there is no fluidic isolation between storage sites.
Embodiment 13A. A system for rapidly analyzing a sample using a mobile phone,
(A) one or two plates of the CROF device are movable relative to each other in different configurations,
i. One configuration is an open configuration in which the two plates are partially or completely separated, the spacing between the plates is not adjusted by spacers and the sample adheres to one or two plates, and
ii. Another configuration is a closed configuration, which was configured after the sample was deposited in an open configuration, in which at least a portion of the sample was compressed by the two plates into a layer of uniform thickness to provide a uniform thickness. A layer of thickness, in contact with and limited by the inner surfaces of the two plates, regulated by spacers and plates, a CROF device,
(B) i. One or more cameras for detecting and/or imaging the sample,
ii. Electronic components, signal processor, hardware and software for receiving and/or processing detected signals and/or images of samples and for telecommunications
A mobile communication device including
(C) with a light source from either the mobile communication device or an external source
Including the system.
Embodiment 13B. A method for rapidly analyzing a sample using a mobile phone, comprising:
(A) depositing a sample on the CROF device of the system of Embodiment 13A,
(B) assaying the sample deposited on the CROF device to produce a result,
(C) transmitting the results from the mobile communication device to a location remote from the mobile communication device.
Including the method.
(A) obtaining a sample containing an analyte capable of diffusing into the sample,
(B) obtaining a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, one or two plates including spacers fixed to the respective plates. , The spacer has a predetermined uniform height, and the first plate includes an analyte assay region having a predetermined region on its surface,
(C) attaching the sample to one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, wherein the open configuration is such that the two plates are partially or completely separated and The distance between the plates is not adjusted by the spacer, a configuration step,
(D) after (c), using two plates, compressing at least a portion of the sample into a layer of uniform thickness, the uniform thickness being determined by the inner surfaces of the two plates. Limited, the uniform thickness of the layer is controlled by spacers and plates, and is substantially less than the linear dimension of a given lateral region of the analyte assay region, said compression being
Uniting the two plates, and
Applying an external force to the outer surfaces of the plates so that the plates are pressed together into a closed configuration
Wherein the force creates a pressure on a plate located above at least a portion of the sample, the pressure laterally spreading at least a portion of the sample between the inner surfaces of the plate, and the closed configuration. Is a configuration in which the spacing between the plates in the layer of uniform thickness region is adjusted by spacers, a step,
(E) while the plate is in the closed configuration, (i) for a time substantially equal to or longer than the time required for the analyte to diffuse over the thickness of the layer of uniform thickness, and (i) Incubating the sample for a time significantly shorter than the time required for the analyte to diffuse across the analyte assay area, and
(F) immediately after step (e), stopping the incubation and measuring the analyte in the assay area, or continuing the incubation while the plate is in the closed configuration and the analyte is in the analyte assay area. Measuring analytes within the assay area in a significantly shorter time than required to diffuse throughout
A method of analyzing a liquid sample, comprising:
以下の説明は、上記の実施形態1〜14に適用されてもよい。
The following description may be applied to the
CROFを使用する任意の実施形態において、スペーサは、試料厚さ制御の良好な均一性のために、試料領域の内にあり、試料の関連のある領域の内側にある。 In any embodiment that uses CROF, the spacers are within the sample area and inside the relevant area of the sample for good uniformity of sample thickness control.
CROFを使用する任意の実施形態において、2つのプレートのうちの少なくとも1つは、厚さが1μm〜50μmのプラスチックフィルムであってもよい。 In any embodiment that uses CROF, at least one of the two plates may be a plastic film with a thickness of 1 μm to 50 μm.
CROFを使用する任意の実施形態において、2つのプレートのうちの少なくとも1つは、厚さが50μm〜100μmのプラスチックフィルムであってもよい。 In any embodiment that uses CROF, at least one of the two plates may be a plastic film with a thickness of 50 μm to 100 μm.
CROFを使用する任意の実施形態において、2つのプレートのうちの少なくとも1つは、厚さが100μm〜150μmのプラスチックフィルムであってもよい。 In any embodiment that uses CROF, at least one of the two plates may be a plastic film with a thickness of 100 μm to 150 μm.
CROFを使用する任意の実施形態において、2つのプレートのうちの少なくとも1つは、厚さが150μm〜250μmのプラスチックフィルムであってもよい。 In any of the embodiments using CROF, at least one of the two plates may be a plastic film with a thickness of 150 μm to 250 μm.
CROFを使用する任意の実施形態において、2つのプレートは、各プレートの厚さが10μm〜300μmから独立して選択される薄いプラスチックフィルムであってもよい。 In any embodiment using CROF, the two plates may be thin plastic films with the thickness of each plate independently selected from 10 μm to 300 μm.
CROFを使用する任意の実施形態において、2つのプレートは、各プレートの厚さが100μm〜200μmから独立して選択される薄いプラスチックフィルムであってもよい。 In any embodiment using CROF, the two plates may be thin plastic films with the thickness of each plate independently selected from 100 μm to 200 μm.
CROFを使用する任意の実施形態において、2つのプレートは、各プレートの厚さが10μm〜100μmから独立して選択される薄いプラスチックフィルムであってもよい。 In any embodiment using CROF, the two plates may be thin plastic films with the thickness of each plate independently selected from 10 μm to 100 μm.
CROFを使用する任意の実施形態において、プレート上のスペーサの高さは5nm〜100nmの範囲にあってもよい。 In any embodiment that uses CROF, the height of the spacers on the plate may range from 5 nm to 100 nm.
CROFを使用する任意の実施形態において、プレート上のスペーサの高さは100nm〜500nmの範囲にあってもよい。 In any embodiment that uses CROF, the height of the spacers on the plate may range from 100 nm to 500 nm.
CROFを使用する任意の実施形態において、プレート上のスペーサの高さは500nm〜1μmの範囲にあってもよい。 In any embodiment that uses CROF, the height of the spacers on the plate may range from 500 nm to 1 μm.
CROFを使用する任意の実施形態において、プレート上のスペーサの高さは1μm〜2μmの範囲にあってもよい。 In any embodiment using CROF, the height of the spacers on the plate may be in the range of 1 μm to 2 μm.
CROFを使用する任意の実施形態において、プレート上のスペーサの高さは2μm〜5μmの範囲にあってもよい。 In any embodiment that uses CROF, the height of the spacers on the plate may be in the range of 2 μm to 5 μm.
CROFを使用する任意の実施形態において、プレート上のスペーサの高さは5μm〜10μmの範囲にあってもよい。 In any embodiment that uses CROF, the height of the spacers on the plate may be in the range of 5 μm to 10 μm.
CROFを使用する任意の実施形態において、プレート上のスペーサの高さは10μm〜30μmの範囲にあってもよい。 In any embodiment that uses CROF, the height of the spacers on the plate may be in the range of 10 μm to 30 μm.
CROFを使用する任意の実施形態において、プレート上のスペーサの高さは30μm〜50μmの範囲にあってもよい。 In any embodiment that uses CROF, the height of the spacers on the plate may be in the range of 30 μm to 50 μm.
CROFを使用する任意の実施形態において、プレート上のスペーサの高さは50μm〜100μmの範囲にあってもよい。 In any embodiment that uses CROF, the height of the spacers on the plate may be in the range of 50 μm to 100 μm.
CROFを使用する任意の実施形態において、スペーサ間の距離(ISD)は200μm以下である。 In any embodiment that uses CROF, the distance between spacers (ISD) is 200 μm or less.
CROFを使用する任意の実施形態において、スペーサ間の距離(ISD)は150μm以下である。 In any embodiment that uses CROF, the distance between spacers (ISD) is 150 μm or less.
CROFを使用する任意の実施形態において、スペーサ間の距離(ISD)は100μm以下である。 In any embodiment that uses CROF, the distance between spacers (ISD) is 100 μm or less.
CROFを使用する任意の実施形態において、スペーサ間の距離(ISD)は80μm以下、例えば、60μm以下、40μm以下、又は20μm以下である。 In any embodiment that uses CROF, the distance (ISD) between the spacers is 80 μm or less, such as 60 μm or less, 40 μm or less, or 20 μm or less.
CROFを使用する任意の実施形態において、スペーサの高さに対する幅比は少なくとも1.5(例えば、少なくとも2、少なくとも3、少なくとも4又は少なくとも5)である。 In any embodiment that uses CROF, the width to height ratio of the spacers is at least 1.5 (eg, at least 2, at least 3, at least 4 or at least 5).
CROFを使用する任意の実施形態において、柱の高さに対する柱幅の比は少なくとも1、少なくとも2、少なくとも5、又は少なくとも10であってもよい。 In any embodiment using CROF, the ratio of column width to column height may be at least 1, at least 2, at least 5, or at least 10.
CROFを使用する任意の実施形態において、プレート間の距離は2〜50μmの範囲にあり、かつ任意の測定は1分間より少ない飽和時間を有する。 In any of the embodiments using CROF, the distance between the plates is in the range of 2-50 μm, and any measurement has a saturation time of less than 1 minute.
CROFを使用する任意の実施形態において、方法は洗浄を含む。 In any embodiment that uses CROF, the method comprises washing.
CROFを使用する任意の実施形態において、方法は洗浄を含まない。 In any embodiment that uses CROF, the method does not include a wash.
CROFを使用する任意の実施形態において、1分間未満のインキュベーション後に、方法は、1nM未満の感度を有し、例えば、0.1nmol、10pmol、1pmol、0.1pmol、10fmol、1fmol又は0.1fmolである。 In any embodiment using CROF, after incubation for less than 1 minute, the method has a sensitivity of less than 1 nM, for example at 0.1 nmol, 10 pmol, 1 pmol, 0.1 pmol, 10 fmol, 1 fmol or 0.1 fmol. is there.
CROFを使用する任意の実施形態において、特に柱の高さが約100μm未満である場合、スペーサの幅に対する周期の比は約7.0未満(例えば、約7.0〜1.0)であってもよい。 In any embodiment that uses CROF, the ratio of the period to the width of the spacer is less than about 7.0 (eg, about 7.0-1.0), especially if the column height is less than about 100 μm. May be.
CROFを使用する任意の実施形態において、プレートは、20〜200μm、例えば10〜50μm又は50〜200μmの厚さを有してもよい。 In any embodiment using CROF, the plate may have a thickness of 20-200 μm, for example 10-50 μm or 50-200 μm.
CROFを使用する任意の実施形態において、試料の体積は0.5μm未満、例えば0.5μm未満、0.4μm未満、0.3μm未満、0.2μm未満、又は0.1μm未満であってもよい。 In any embodiment that uses CROF, the sample volume may be less than 0.5 μm, such as less than 0.5 μm, less than 0.4 μm, less than 0.3 μm, less than 0.2 μm, or less than 0.1 μm. ..
CROFを使用する任意の実施形態において、スペーサ間の距離は200μm未満、例えば、20〜200μm、20〜50μm又は50〜200μmであってもよい。 In any embodiment using CROF, the distance between the spacers may be less than 200 μm, for example 20-200 μm, 20-50 μm or 50-200 μm.
CROFを使用する任意の実施形態において、装置は、1分間より少なく、例えば、10sより少なく手で圧縮することができる。 In any embodiment that uses CROF, the device can be manually compressed in less than 1 minute, eg, less than 10 s.
30 シグナル増幅表面を用いた均質アッセイ
アッセイの多くの適用において、特にPoC又は他の迅速アッセイにおいて、洗浄ステップを回避することが望ましい。本発明の一態様は、アッセイ洗浄を回避できる装置、システム及び方法に関する。
30 Homogeneous Assays with Signal Amplified Surfaces In many applications of the assay, it is desirable to avoid wash steps, especially in PoC or other rapid assays. One aspect of the present invention relates to devices, systems and methods that can avoid assay washes.
シグナル増幅表面を組み込むこと及び/又は使用することにより、開示された装置、システム及び方法は、洗浄しない状況でアッセイの実行を容易にすることができる。表面増幅表面は、表面から短距離(例えば、20nm、又は50nm、又は100nm)に放射された光のみを増幅することができる。表面増幅層の一例は、D2PAである。 By incorporating and/or using a signal amplification surface, the disclosed devices, systems and methods can facilitate assay performance in non-washed conditions. Surface amplification surfaces can only amplify light emitted at short distances from the surface (eg, 20 nm, or 50 nm, or 100 nm). An example of the surface amplification layer is D2PA.
31 リング状スペーサを有するCROFを用いるアッセイ加速の例
ポリスチレン薄膜をそのうちの1つのCROFプレートとし、薄板ガラスを他のプレートとし、ワックスリングをスペーサとしかつポリスチレンプレート上に固定するアッセイ加速の実験を行った。CROFプロセスにおいて、リング状スペーサ内(かつ中心に、滴下する時に小さな液滴を形成する)に、2uL(マイクロリットル)の試料を滴下し、かつ2つのプレートによって圧縮してより薄いフィルムにし、プレートの間の距離をリング状スペーサにより調節した(すなわち、2つのCROFプレートの閉鎖構成である)。プレートを手で圧縮した。試料厚さがプレートの閉鎖構成において均一であるとわかった。均一である1つの主な原因は、試料の体積がリング状スペーサと2つのプレートとの間の体積と同じであることである。免疫学的アッセイとDNAハイブリダイゼーションアッセイをいずれも実行した。
31 Example of Assay Acceleration Using CROF with Ring Spacer A polystyrene thin film was used as one of the CROF plates, a thin glass plate was used as the other plate, and a wax ring was used as a spacer and fixed on the polystyrene plate. It was In the CROF process, 2 uL (microliters) of sample is dropped into the ring spacer (and forms a small drop in the center when dropped) and compressed by two plates into a thinner film, The distance between was adjusted by a ring spacer (ie a closed configuration of two CROF plates). The plate was pressed by hand. The sample thickness was found to be uniform in the closed configuration of the plate. One main reason for being uniform is that the sample volume is the same as the volume between the ring spacer and the two plates. Both immunological and DNA hybridization assays were performed.
免疫学的アッセイ検査(高さが約40μm、直径が0.8cmのワックスリング状スペーサ)において、プロテインAを捕捉剤としてポリスチレン表面に塗布して、標識されたIgGを分析物として使用した。プロテインAと標識されたIgGとの結合のためにインキュベートした後、結合しないIgGを洗浄し、かつ捕捉されたIgG標識を計測した。異なるインキュベーション時間を検査する。本発明者らの実験によると、結合は、1minより少ないインキュベーション時間内に飽和する(すなわち、1min以下に、捕捉されたIgG標識のシグナルはインキュベーション時間とともに変化しない)ことがわかった。溶液中で40μm距離にわたるIgGの拡散時間が約数秒であるため、40μmの間隔(その故に試料厚さ)について、このような短い飽和インキュベーション時間が期待される。 In the immunoassay test (wax ring spacer about 40 μm in height and 0.8 cm in diameter), protein A was applied as a capture agent to a polystyrene surface and labeled IgG was used as the analyte. After incubation for binding of protein A to labeled IgG, unbound IgG was washed and captured IgG label was measured. Examine different incubation times. Our experiments showed that binding saturates within an incubation time of less than 1 min (ie below 1 min the signal of the captured IgG label does not change with incubation time). Such short saturation incubation times are expected for 40 μm intervals (and thus sample thickness), as the diffusion time of IgG in solution over a 40 μm distance is approximately a few seconds.
本発明者らはさらに、厚さが3mmの試料厚さを有する通常の96ウェルプレートでこのような直接アッセイのインキュベーションを検査し、かつ典型的な飽和インキュベーション時間が約120minであることを発見した。インキュベーションプロセスが標識されたIgGの拡散によって制限される場合、試料厚さを3mmから40μmに減少させることにより、インキュベーション時間を約120minから1.28secに減少させることができ、それは1min以下の飽和インキュベーション時間の観察と一致する。 The inventors have further tested the incubation of such a direct assay in a regular 96-well plate with a sample thickness of 3 mm and have found that a typical saturation incubation time is about 120 min. .. If the incubation process is limited by the diffusion of labeled IgG, the incubation time can be reduced from about 120 min to 1.28 sec by reducing the sample thickness from 3 mm to 40 μm, which is less than 1 min saturated incubation. Consistent with the observation of time.
DNAハイブリダイゼーション検査(高さが約52μm、直径が0.7cmのワックスリングスペーサ)において、ストレプトアビジン−BSAはポリスチレン基材上の分子連結層であり、かつビオチン化捕捉鎖に連結され、捕捉鎖はハイブリダイゼーションにより標識された標的鎖を捕捉する。インキュベーション後に、ハイブリダイゼーションしていない標的鎖を洗浄し、標識シグナルを検査する。異なるインキュベーション時間を検査する。本発明者らの実験によると、ハイブリダイゼーションは、30secのインキュベーション時間内に飽和する(すなわち、1min以下に、捕捉されたIgG標識のシグナルはインキュベーション時間とともに変化しない)。溶液中で52μm距離にわたる標的プローブの拡散時間が約数秒であるため、52μmの間隔(その故に試料厚さ)について、このような短い飽和インキュベーション時間が期待される。(実験の詳細は、例えば米国特許仮出願番号第62/202、989号において開示される)。 In the DNA hybridization test (wax ring spacer having a height of about 52 μm and a diameter of 0.7 cm), streptavidin-BSA is a molecular linking layer on a polystyrene substrate and is linked to a biotinylated capture chain, Captures the labeled target strand by hybridization. After incubation, the non-hybridized target strand is washed and the labeled signal is examined. Examine different incubation times. According to our experiments, the hybridization saturates within an incubation time of 30 sec (ie below 1 min the signal of the captured IgG label does not change with the incubation time). Such short saturation incubation times are expected for 52 μm intervals (and hence sample thickness), as the diffusion time of the target probe in solution over a 52 μm distance is approximately a few seconds. (Experimental details are disclosed, for example, in US Provisional Application No. 62/202,989).
参照として、より厚い試料の厚さを有する同じアッセイを検査し、本発明者らは厚さが1mmの試料では、飽和インキュベーションに達するまでに約20minを必要とすることを発見した。 As a reference, the same assay with a thicker sample thickness was examined and we found that a 1 mm thick sample required approximately 20 min to reach saturation incubation.
(実験の詳細を例えば米国特許仮出願番号第62/202,989号において開示した) (Experimental details disclosed in, for example, US Provisional Application No. 62/202,989)
32 柱状スペーサを有するCROFを用いるアッセイ加速(QAX及びQMAX)の例
E−1.1 飽和インキュベーション時間が30秒未満である測定を達成するための30μmのスペーサ高さの柱状スペーサアレイのCROFF装置を用いるQAXアッセイ
CROFによるQAXを検査し、かつ約30secの飽和時間を達成する。図13.a及び13.bは、この実験を示す。実験において、CROFプロセスの前に、CROFプレートのうちの1つに捕捉剤及び標識検出剤を予め付着させかつ乾燥し、その後に試料をプレートに滴下しかつCROFプロセスにより他のプレートを閉鎖する。試料の滴下には数秒かかり、CROFプロセスは、10秒未満で完了した。本発明者らの実験によると、30μmのスペーサの高さの場合、飽和インキュベーション時間は30秒未満である。
Example of Assay Acceleration (QAX and QMAX) Using CROF with 32 Columnar Spacers E-1.1 CROFF device for columnar spacer arrays with spacer height of 30 μm to achieve measurements with saturation incubation times less than 30 seconds. QAX assay used Check QAX by CROF and achieve saturation time of approximately 30 sec. Figure 13. a and 13. b shows this experiment. In the experiment, one of the CROF plates is pre-deposited with the capture agent and the labeled detection agent and dried before the CROF process, after which the sample is dropped on the plate and the other plate is closed by the CROF process. Dropping of the sample took a few seconds and the CROF process was completed in less than 10 seconds. According to our experiments, for a spacer height of 30 μm, the saturation incubation time is less than 30 seconds.
プレート、試料、試薬 (1)自己保持CROF装置を用いたCROFは、(i)175μmのPMMAフィルムで作られ、試料接触領域にスペーサアレイを有する2.5cm×2.5cm面積のX−プレートであって、スペーサアレイは、一定周期が120μm/110μmの長方形格子(それぞれx及びyの横方向)、全てのスペーサは柱状であり、かつ同じ30μmの高さとx方向の40μmの幅及びy方向の30μmの幅を有する同じ長方形形状を有し、スペーサは、プレートと同じである試料材料(PMMA)で作製され、PMMAフィルムを金型でナノインプリントにより製造される(したがって、スペーサは、プレート上に所定のスペーサ高さ及び80μmのスペーサ間隔で固定される)、X−プレートと、(ii)表面が平坦なガラス板(厚さが1mm、3cm×5cm)とを含む。X−プレートの表面とガラス板は未処理であり、かつ試料に対して親水性である。(2)試料滴下とCROFプロセスの前に、ガラス板に乾燥した抗IgGの捕捉剤(cAb)を予め塗布し、(3)試料滴下とCROFプロセスの前に、X−プレートに乾燥した抗IgGの検出剤(dAb)を予め塗布し、かつ(4)試料は、異なる規定濃度のBSA緩衝液中のヒトIgGである。 Plates, Samples, Reagents (1) CROF using a self-supporting CROF device is (i) a 2.5 cm x 2.5 cm area X-plate made of 175 μm PMMA film and having a spacer array in the sample contact area. The spacer array is a rectangular grating having a constant period of 120 μm/110 μm (transverse direction of x and y), all the spacers are columnar, and the same height of 30 μm, width of 40 μm in the x direction, and width of y direction. Having the same rectangular shape with a width of 30 μm, the spacers are made of a sample material (PMMA) that is the same as the plate, and the PMMA film is manufactured by nanoimprinting in a mold (hence the spacers are defined on the plate). Fixed at a spacer height of 80 μm and a spacer interval of 80 μm), an X-plate, and (ii) a glass plate having a flat surface (thickness: 1 mm, 3 cm×5 cm). The surface of the X-plate and the glass plate are untreated and hydrophilic to the sample. (2) Prior to the sample dropping and the CROF process, a dried anti-IgG scavenger (cAb) was previously applied to the glass plate, and (3) the anti-IgG dried onto the X-plate before the sample dropping and the CROF process. Detection agent (dAb) was previously applied, and (4) the sample is human IgG in different defined concentrations of BSA buffer.
実験ステップ及び結果 分析物(ヒトIgG)含有の少量の試料を、E2−1に記載のCROF装置のうちの1つのプレートの表面に滴下する。最初にプレート上の試料は溜まりを形成するが、CROF装置の他のプレートをその溜まりの上に配置しかつ2つのプレートを共に圧縮することにより、元の血溜りは、スペーサアレイにより調節された大面積かつ超薄型試料フィルム(約30μm)に広がり、その中に広がった試料がある。その後、人の手でガラス板に触れてX−プレートを液滴に(中心と中心を合わせ)均一に5〜10sプレスし、手を放し、30s待ち、かつプレートをその閉鎖構成に保持する。 Experimental Steps and Results A small sample containing the analyte (human IgG) is dropped onto the surface of the plate of one of the CROF devices described in E2-1. The sample on the plate initially forms a puddle, but the original puddle was adjusted by the spacer array by placing the other plate of the CROF device over the puddle and compressing the two plates together. There is a sample spread in a large area and ultra-thin sample film (about 30 μm), and spread in it. Then touch the glass plate with a human hand to press the X-plate uniformly (center-to-center) onto the droplets for 5-10 s, let go, wait 30 s, and hold the plate in its closed configuration.
その後、異なる試料(異なるCROF装置とともに)を異なる時間内にインキュベートし、洗浄しかつ計測する(光信号)。結果は図13.bに示され、図13.aに記載のQMAアッセイの飽和インキュベーション時間が30秒未満であることを示す。 Then different samples (with different CROF instruments) are incubated, washed and measured (light signal) within different times. The result is shown in FIG. b, and FIG. It shows that the saturation incubation time of the QMA assay described in a is less than 30 seconds.
E.1.2 QMAXアッセイと均質アッセイ
信号を増幅するために、M−プレート(例えばD2PA)を用いて、QMAXを実験的に検査する。また、QMAXアッセイを、信号を増幅するM0PateがないQAXアッセイと比較する。不均質(洗浄)と均一質(洗浄しない)を検査する。検査アッセイは、QAXとQMAXを用いるヒトIgG蛍光免疫アッセイである。
E. 1.2 QMAX Assay and Homogeneous Assay QMAX is experimentally tested using M-plates (eg D2PA) to amplify the signal. The QMAX assay is also compared to the QAX assay, which lacks the signal amplifying MOPate. Inspect for inhomogeneity (wash) and homogeneity (no wash). The test assay is a human IgG fluorescent immunoassay using QAX and QMAX.
材料及び方法:(30μmの柱の高さ、30μm×40μmの柱サイズ、80μmのISD)25mm×25mmのX−プレートと、サイズが25mm×25mmのM−プレートと、(塗布順序)で(a)DSU、プロテインA、抗ヒトIgG(基板プレートに塗布しかつ乾燥する)、(b)ヒトIgG(分析物)、及び(c)抗ヒトIgG−IR800試薬(x−プレートの貯蔵部位に塗布しかつ乾燥する)であるアッセイ試薬とを含む。 Materials and methods: (30 μm post height, 30 μm×40 μm post size, 80 μm ISD) 25 mm×25 mm X-plate, 25 mm×25 mm size M-plate, (application sequence) in (a ) DSU, protein A, anti-human IgG (applied to substrate plate and dried), (b) human IgG (analyte), and (c) anti-human IgG-IR800 reagent (applied to storage site of x-plate) And dry) assay reagents.
結果(図14においても示される):本発明者らの実験によると、閉鎖構成における30μmの間隔のCROF装置に対して、飽和インキュベーションは1min以内であり、かつQMAX洗浄を伴う場合に、総読み取り感度がLoD=2pMであり、QMAX洗浄がない(不均質)場合、総読み取り感度がLoD=10pMであり、QAX洗浄を伴う場合に総読み取り感度がLoD=200pMであり、QAX洗浄がない(不均質)場合に総読み取り感度がLoD=(読み取ることができず、異なる分析物濃度の差はない)。 Results (also shown in FIG. 14): Our experiments show that for a 30 μm spaced CROF device in a closed configuration, saturation incubation was within 1 min and total readings with QMAX washes. When the sensitivity is LoD=2 pM and there is no QMAX wash (heterogeneous), the total read sensitivity is LoD=10 pM and with the QAX wash the total read sensitivity is LoD=200 pM and there is no QAX wash (non-homogeneous). The total read sensitivity is LoD = (unreadable, no difference between different analyte concentrations) when homogeneous.
33 追加の例示的な実験検査及び好ましい実施形態
このセクションでは、以下の条件を用いて以下の共通の観察を共有する本発明の追加の例示的な実験検査及び観察、並びに追加の好ましい実施形態を提供する。
33 ADDITIONAL EXEMPLARY EXPERIMENTAL TESTS AND PREFERRED EMBODIMENTS This section describes additional exemplary experimental tests and observations of the present invention, and additional preferred embodiments, which share the following common observations using the following conditions: provide.
付着した試料の体積 特に断らない限り、CROFプレートに付着した全ての試料は、未知の体積を有し、すなわち、正確な体積は付着時に未知である。 Volume of deposited sample Unless otherwise stated, all samples deposited on the CROF plate have an unknown volume, ie the exact volume is unknown at the time of deposition.
プレート このセクションで使用されるCROF装置において、特に断らない限り、2つのプレートのうちの1つは「X−プレート」と呼ばれ、スペーサを有する唯一のプレートである。他のプレートは「基板プレート」と呼ばれ、平坦な表面を有し、かつ任意のスペーサを有しない。プレート及びスペーサのための異なる材料(ガラス、PMMA(ポリメタクリレート)、及びPS(ポリスチレン)を含む)、異なるプレートの厚さ及びスペーサの幾何学(形状及びサイズ)を検査する。各プレートの試料接触表面は、一般的に30nmより小さい表面平滑度変動を有する平坦な表面(突出スペーサを除く)であるが、多くの平坦な表面は、プレートの可撓性、固有の表面平坦度(プレートの可撓性に関係しない)、又は両者による表面平坦度変動を有する。いくつかのプレートは、30nmより大きい内表面平滑度変動を有する。特に断らない限り、例に使用されるプレートは、一般的な寸法は、幅が少なくとも25mmで、長さが少なくとも25mmである。 Plates In the CROF apparatus used in this section, unless otherwise stated, one of the two plates is called the "X-plate" and is the only plate with spacers. The other plate is called the "substrate plate" and has a flat surface and does not have any spacers. Inspect different materials for plates and spacers (including glass, PMMA (polymethacrylate), and PS (polystyrene)), different plate thickness and spacer geometry (shape and size). The sample-contacting surface of each plate is a flat surface (excluding protruding spacers), which generally has a surface smoothness variation of less than 30 nm, but many flat surfaces have plate flexibility, an inherent surface flatness. Surface flatness variation due to the degree (not related to the flexibility of the plate), or both. Some plates have internal surface smoothness variations greater than 30 nm. Unless otherwise stated, the plates used in the examples have a typical dimension of at least 25 mm wide and at least 25 mm long.
スペーサ 特に断らない限り、このセクションの全てのスペーサは、(i)X−プレートの試料表面に固定され、かつ表面をエンボス加工すること(これによりスペーサの材料がX−プレートと同じである)によって製造され、(ii)丸い角、法線からの5度未満の傾斜角を有するほぼ真っ直ぐな側壁、平坦な上面、及び均一なスペーサの高さを有する長方形又は正方形のほぼ均一な断面を有する柱状アレイであり、かつ(iii)それぞれX方向及びY方向において固定された内部スペーサ間の距離(ISD)(X方向の間隔はY方向の間隔と異なる場合があることに注意する)(図17.b参照)を有する。また、柱状スペーサの横方向の形状は正方形又は丸い角付きの長方形であり、異なるスペーサの高さ、サイズ、スペーサ間の距離、形状及び材料を検査する。 Spacers Unless otherwise stated, all spacers in this section are (i) fixed to the sample surface of the X-plate and by embossing the surface (so that the spacer material is the same as the X-plate). Manufactured, (ii) pillars with rounded corners, approximately straight sidewalls with a tilt angle of less than 5 degrees from the normal, a flat top surface, and a rectangular or square approximately uniform cross-section with uniform spacer height. An array and (iii) the distance (ISD) between the inner spacers fixed in the X and Y directions, respectively (note that the spacing in the X direction may differ from the spacing in the Y direction) (FIG. 17. b)). Further, the lateral shape of the columnar spacer is a square or a rectangle with rounded corners, and the height, size, distance between the spacers, shape and material of different spacers are inspected.
スペーサの製造 X−プレート表面にエンボス加工されたスペーサをナノインプリントにより製造し、金型をプレートに直接プレスし、かつ元々完全に平坦な表面を表面から突出した柱状スペーサを有する平坦な表面にエンボス加工する。プラスチック材料が流動可能なエンボス加工において、プラスチック材料のガラス転移温度よりも高い温度を使用する。リトグラフ及びエッチングにより金型を製造し、場合によっては、マスターモデルに電気めっきすることにより製造する。金型はケイ素、二酸化ケイ素、又はニッケルで製造される。 Manufacturing of spacers X-Manufacturing spacers embossed on the plate surface by nanoimprinting, pressing the die directly on the plate, and embossing the originally completely flat surface with a flat spacer protruding from the surface. To do. In embossing in which the plastic material is flowable, a temperature above the glass transition temperature of the plastic material is used. The mold is manufactured by lithograph and etching, and in some cases by electroplating the master model. The mold is made of silicon, silicon dioxide, or nickel.
図17は、プレートに製造されたスペーサの例を示す。金型を用いてプラスチックプレート表面を直接エンボス加工してスペーサを製造する。図17(a)と17(b)は、正方形スペーサ格子の光学顕微鏡写真の上面図である。(a)柱状スペーサのサイズが46μm×46μmでありかつ柱間の距離が54μmであり、また(b)柱状スペーサのサイズが10μm×70μmでありかつ柱間の距離が10μmの画像の上面図であり、また(c)柱状スペーサのサイズが30μm×40μmでありかつスペーサの高さが2μmであり、また(d)柱状スペーサのサイズが30μm×40μmでありかつスペーサの高さが30μmの眺望図SEMである。顕微鏡写真は、(1)柱状スペーサの頂部が非常に平坦であることと、(2)スペーサはほぼ均一な断面を有することと、(3)柱状スペーサの角が丸く、約1μmの曲率半径を有することとを示す。円形エッジに比べて、鋭いエッジにより、細胞を溶解させるか又は流体の流動に影響するため、好ましくは大きな曲率半径(例えば、小さい鋭いエッジ)である。 FIG. 17 shows an example of spacers manufactured on a plate. The spacer is manufactured by directly embossing the surface of the plastic plate using a mold. 17(a) and 17(b) are top views of optical micrographs of square spacer gratings. (A) A columnar spacer size is 46 μm×46 μm and the distance between columns is 54 μm, and (b) A columnar spacer size is 10 μm×70 μm and the distance between columns is 10 μm. Yes, (c) Columnar spacer size is 30 μm×40 μm and spacer height is 2 μm, and (d) Columnar spacer size is 30 μm×40 μm and spacer height is 30 μm It is SEM. The micrographs show that (1) the tops of the columnar spacers are very flat, (2) the spacers have a substantially uniform cross-section, (3) the columnar spacers have rounded corners, and a radius of curvature of about 1 μm. It has. A large radius of curvature (eg, a small sharp edge) is preferred, as sharp edges lyse cells or affect fluid flow as compared to circular edges.
表面形状測定装置を用いて、本発明者らは、X−プレートの2cm×2cm領域の柱の高さを計測する。上記方法で製造されたX−プレートの柱状スペーサの高さの一般的な均一性は、それぞれ2μm、5μm、及び30μmのスペーサ高さに対して、4nm、10nm、100nmの平均変動値と、0.2%、0.2%、及び0.33%の相対平均変動値とを有する。 Using a profilometer, we measure the height of the pillars in the 2 cm x 2 cm area of the X-plate. The general uniformity of the heights of the columnar spacers of the X-plate manufactured by the above method is as follows: average variation values of 4 nm, 10 nm, 100 nm and 0 for spacer heights of 2 μm, 5 μm, and 30 μm, respectively. Relative mean variation values of 0.2%, 0.2%, and 0.33%.
一般的な実験手法 図15に示すように、第一に、小さい溜まりを形成する小さい体積(数μL以下)の試料を基板又はX−プレートに付着させた。第二に、プレートの試料表面が重なるように、プレートを一緒にした。第三に、手を用いて、試料が元の溜まりよりも大きい面積を有する薄膜になる閉鎖構成にプレートをプレスする。第四に、手に関連した。第五に、閉鎖構成で異なる計測を実行する。ステップの詳細を以下に示す。 General Experimental Procedure As shown in FIG. 15, first, a small volume (several μL or less) of a sample forming a small pool was attached to a substrate or an X-plate. Second, the plates were brought together so that the sample surfaces of the plates overlap. Third, the hands are used to press the plate into a closed configuration where the sample is a thin film with a larger area than the original pool. Fourth, related to the hand. Fifth, it performs different measurements in the closed configuration. Details of the steps are shown below.
試料付着方法 2種類の試料付着方法を使用する。1つの方法において、ピペットで試料をプレートに付着させる。別の方法において、被験者の血液とプレートとを接触させることにより、血液試料を被験者の指(器具で取られる)から直接付着させる。指からプレートに直接付着した血液を希釈しない。本発明者らは、本発明者らの実験において、指定しない限り、最終の実験結果は試料付着方法とは独立していることを発見した。 Sample attachment method Two types of sample attachment methods are used. In one method, the sample is attached to the plate with a pipette. In another method, the blood sample is deposited directly from the subject's finger (taken with the instrument) by contacting the subject's blood with the plate. Do not dilute blood that has adhered directly to the plate from your fingers. We have found in our experiments that the final experimental results are independent of the sample attachment method unless otherwise stated.
試料付着は、室内で、任意の特別な温度制御又は除塵濾過を使用せずに標準的な室内条件で行われる。本発明者らは、このような条件の下で、(1)塵埃に適合して使用された可撓性プレートは、他の領域の試料厚さがスペーサにより調節されかつ試料厚さの自己保持に影響しないことを可能にするため、及び(2)塵埃のある領域は利用可能な総領域の非常に小さい部分であり、かつ計測は塵埃による影響を受けない領域で行われるため、試料に落ちた塵埃は、最終計測結果に影響しないことを発見した。塵埃無領域の選択は、光画像により完了する。 Sample deposition is done in the room under standard room conditions without the use of any special temperature control or dust filtration. Under such conditions, the present inventors have found that (1) the flexible plate used in conformity with the dust has the sample thickness of other regions adjusted by the spacer and self-holding of the sample thickness. And (2) the area with dust is a very small part of the total available area and the measurement is done in an area unaffected by dust, so It was discovered that dust that did not affect the final measurement results. The selection of the dust free area is completed by the optical image.
場合によっては、2つのプレートは、プレートに落ちる塵埃の数を減少させるための表面保護カバーを有する。場合によっては、塵埃及び他の汚染を防止するために、2つのプレートを試料の内部表面とともに配置する。 In some cases, the two plates have a surface protective cover to reduce the number of dust particles falling on the plates. In some cases, two plates are placed with the inner surface of the sample to prevent dust and other contamination.
プレートの表面濡れ性 本発明者らは、例示的な実験において使用された異なるプレートの表面湿潤特性を計測した。下記表は、5μLの試料の計測接触角を示し、それは、異なるプレート材料(ガラス、PMMA及びPS)と異なる表面形状(平坦な表面及びX−プレートの試料表面)を有する未処理又は処理後の表面に、異なる試料形式(水、PBS緩衝液(リン酸緩衝食塩水)及び血液)で位置し、X−プレートは175μmの厚さのPMMAであり、かつその試料表面は2μmの高さ、30μm×40μmの横方向サイズ、及び110μm/120μmの周期(すなわち、スペーサ間距離が80である)の柱状アレイ(すなわち、スペーサ)を有する。 Surface Wettability of Plates We measured the surface wetting properties of the different plates used in the exemplary experiments. The table below shows the measured contact angles of 5 μL of the sample, which were untreated or after treatment with different plate materials (glass, PMMA and PS) and different surface topography (flat surface and X-plate sample surface). Located on the surface with different sample formats (water, PBS buffer (phosphate buffered saline) and blood), the X-plate is 175 μm thick PMMA and the sample surface is 2 μm high, 30 μm It has a columnar array (that is, spacers) with a lateral size of ×40 μm and a period of 110 μm/120 μm (that is, the distance between spacers is 80).
実験により、(1)ガラス、PMMA、及びPSの未処理表面は、すべて親水性表面(すなわち、接触角が90度未満である)を有し、(2)未処理のガラス表面は、未処理のPMMA及びPSより小さい濡れ角(より大きい親水性)を有し、(3)水、PBS、及び血液の接触角は同様であり、血液は、水及びPBSよりわずかに優れた湿潤性を有し、(4)未処理のPMMAのX−プレートは、未処理のPMMAプレートとほぼ同じ試料接触角を有し、かつ(5)予想通り、表面湿潤特性は、表面処理により、より親水性又は疎水性になるように大きく変化し得ることが示された。 Experiments show that (1) untreated surfaces of glass, PMMA, and PS all have hydrophilic surfaces (ie, contact angles less than 90 degrees), and (2) untreated glass surfaces are untreated. Of PMMA and PS (greater hydrophilicity), and (3) the contact angles of water, PBS and blood are similar, blood has slightly better wettability than water and PBS. However, (4) the untreated PMMA X-plate has about the same sample contact angle as the untreated PMMA plate, and (5) as expected, the surface wetting properties show that the surface treatment makes it more hydrophilic or It has been shown that it can vary significantly to become hydrophobic.
プレートの表面疎水性は、表面処理により変化することができる。例えば、PMMAのX−プレートに対して、酸素プラズマ中で表面を露出させることにより親水性を向上させ、かつトリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチルトリクロロシランで表面を処理することにより、疎水性を向上させる。水、PBS緩衝液及び血液試料に対して、接触角は、それぞれ疏水性処理後のX−プレートについては25、27、28度であり、親水性処理後のX−プレートについては105、104、及び103度である。 The surface hydrophobicity of the plate can be changed by surface treatment. For example, for PMMA X-plates, improve the hydrophilicity by exposing the surface in oxygen plasma and treat the surface with tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyltrichlorosilane. Improves the hydrophobicity. For water, PBS buffer and blood samples, the contact angles are 25, 27 and 28 degrees for the X-plate after hydrophobic treatment and 105, 104 for the X-plate after hydrophilic treatment, respectively. And 103 degrees.
以下の説明において、特別に説明しない限り、プレートの全ての試料表面(すなわち、試料と接触した内表面)はいずれも未処理である。 In the following description, all sample surfaces of the plate (ie, the inner surface in contact with the sample) are untreated unless otherwise stated.
付着試料の面積及び高さ ピペットで水試料を開放構成のプレートに付着させる時に、プレート上の試料の面積及び高さを計測する。 Area and Height of Attached Sample When the water sample is attached to the plate in an open configuration with a pipette, measure the area and height of the sample on the plate.
実験は、開放構成でプレートに付着した一般的な試料は、閉鎖構成よりもはるかに大きい厚さを有することを示す。 Experiments show that a typical sample attached to the plate in the open configuration has a much greater thickness than the closed configuration.
本発明者らは、プレートの閉鎖構成において、(1)総試料面積は、数ミリメートルの直径から数センチメートル(スペーサの高さに応じて)に拡大することと、(2)スペーサアレイが正方形格子を有する場合、プレートの閉鎖構成における試料の領域も、試料のエッジがスペーサの正方形格子の方向に位置合わせされる、ほぼ正方形であることとを観察した。したがって、スペーサの異なる間隔配置により、閉鎖構成の下の最終試料領域を制御することができることを示した。スペーサが長方形格子を有すると、閉鎖構成の最終試料領域は長方形であるべきである。スペーサが放射状円形パターンを有すると、閉鎖構成の最終試料領域は円形であるべきである。 We have found that in the closed configuration of the plate, (1) the total sample area extends from a diameter of a few millimeters to a few centimeters (depending on the spacer height), and (2) the spacer array is square. It was observed that with the grid, the area of the sample in the closed configuration of the plate was also approximately square, with the edges of the sample aligned with the square grid of the spacer. Thus, it has been shown that different spacing of spacers can control the final sample area under the closed configuration. If the spacer has a rectangular grid, the final sample area in the closed configuration should be rectangular. If the spacer has a radial circular pattern, the final sample area in the closed configuration should be circular.
ハンドプレス セクション30の全ての実験において、CROFプロセスにおけるプレートを一緒にしかつ人の手で圧縮してプレートの閉鎖構成にする。CROFプレートの広い領域で最後にプレスして均一な試料厚さを得て、一般的に親指で1つの領域をプレスしかつCROFプレートの異なる領域を摩擦する。手でCROF装置(プレート)を閉鎖構成にプレスする過程を「ハンドプレス」と呼ばれる。
Hand Press In all experiments in
自己保持 観察によると、特に断らない限り、CROFプレートを最終状態にプレスしかつ圧縮力(例えば手をプレスし)を解放した後、2つのプレートの間の試料厚さは、依然としてスペーサの高さにより調節され、かつ長期間(試料が最終的に乾燥するまで)に一定の厚さに保持される。この観察結果は、「自己保持」と呼ばれる。自己保持は、表面張力によって引き起こされる、プレート、液体試料及び環境(例えば空気)の間の毛細管力である。E−1に示すように、CROF装置のハンドプレス及び自己保持は、良好な試料厚さを与えることを観察する。 Self-holding observations show that after pressing the CROF plate to the final state and releasing the compressive force (eg pressing hands), the sample thickness between the two plates is still the spacer height, unless otherwise noted. And is kept at a constant thickness for an extended period of time (until the sample is finally dried). This observation is called "self-holding". Self-holding is a capillary force between the plate, liquid sample and environment (eg air) caused by surface tension. Observe that hand pressing and self-holding of the CROF device gives good sample thickness, as shown in E-1.
プレート間隔及び試料の厚さの計測 全ての実験において、閉鎖構成の2つのプレートの内表面(すなわち、試料表面)の間の距離は、プレートの内表面によって引き起こされるファブリ・ペロー空洞共振(FP共振)により計測される。試料(及び空気)と内表面の間の光学的屈折率の差により、プレートの各内表面は光反射器として作用し、かつ2つの内表面は光共振器を形成する。FP共鳴スペクトルは周期的であり、かつ光学測定点における内表面間隔h(したがって試料厚さ)は、
により計算されることができ、ここで、cは光速であり、Δvは周波数領域における期間であり、nはプレート間の試料の屈折率である。
Measurement of plate spacing and sample thickness In all experiments, the distance between the inner surfaces of two plates in a closed configuration (ie, the sample surface) is the Fabry-Perot cavity resonance (FP resonance) caused by the inner surfaces of the plates. ) Is measured by. Due to the difference in optical index between the sample (and air) and the inner surface, each inner surface of the plate acts as a light reflector and the two inner surfaces form an optical resonator. The FP resonance spectrum is periodic, and the inner surface spacing h (and therefore sample thickness) at the optical measurement point is
Where c is the speed of light, Δv is the period in the frequency domain, and n is the index of refraction of the sample between the plates.
本発明者らのFP共鳴検査において、光源は約2μm×2μm程度の面積を有する。一般的に、本発明者らは、CROF装置の中心周囲の1.6cm×1.6cmの領域内の25個の異なる点でプレートの内表面の間隔を計測し、25個の点は、4mm周期(すなわち、2つの隣接する点の間の距離)を有する5×5の正方形の格子である。スペーサ(すなわち、柱体)によって占有された領域を計測しない。 In the FP resonance examination by the present inventors, the light source has an area of about 2 μm×2 μm. Generally, we measure the spacing of the inner surface of the plate at 25 different points within a 1.6 cm x 1.6 cm area around the center of the CROF device, where 25 points are 4 mm. It is a 5×5 square grid with a period (ie the distance between two adjacent points). It does not measure the area occupied by the spacers (ie the columns).
プレートの閉鎖構成で内表面が試料と接触するため、計測した内表面の間隔は計測点の試料厚さと同じである。 Since the inner surface contacts the sample in the closed configuration of the plate, the measured inner surface spacing is the same as the sample thickness at the measurement point.
平均試料厚さ、H 平均試料厚さHは、25個の点で計測されたプレートの間隔及び式
を用いて計算される。
Average sample thickness, H The average sample thickness H is the plate spacing and formula measured at 25 points.
Is calculated using.
試料の厚さの偏差とは、所定のスペーサの高さH0の所定の領域上の試料平均厚さHの偏差を指す。(H−H0)。相対的な試料の厚さの偏差は、所定のスペーサの高さで割った偏差:[(H−H0)/H0]を指す。正の厚さ偏差とは、試料がスペーサの高さよりも平均的に厚いことを指し、負の厚さの偏差は、試料がスペーサの高さより平均的に薄いことを指す。 The deviation of the thickness of the sample refers to the deviation of the average thickness H of the sample on the predetermined region of the height H 0 of the predetermined spacer. (H-H 0). The relative sample thickness deviation refers to the deviation divided by the height of a given spacer: [(H−H 0 )/H 0 ]. A positive thickness deviation means that the sample is thicker than the spacer height on average, and a negative thickness deviation means that the sample is thinner than the spacer height on average.
試料厚さ均一性 所定の領域上の試料厚さの均一性は、所定の領域上の試料厚さの標準偏差として定義される。
Sample Thickness Uniformity Sample thickness uniformity over a given area is defined as the standard deviation of sample thickness over a given area.
32.1 ハンドプレス自己保持CROFにおける試料厚さの偏差と均一性
実験的に、本発明者らは、CROF装置及びプロセスにおいて、手を放した後にプレートの閉鎖構成の試料厚さの偏差及び均一性に影響する可能性のあるパラメータを研究する。パラメータは、スペーサ間の距離(IDS)、スペーサの形状及び寸法(例えばスペーサの横方向寸法、スペーサの高さ、スペーサの高さに対する幅の比、スペーサ領域充填因子(スペーサ面積に対する総面積の比又は幅に対するスペーサ周期の比)、スペーサとプレートの材料の機械的強度(ヤング率)、プレートの厚さ、及び各プレートの表面平坦度を含むが、これらに限定されないことを発見した。以下に実験から得られたある知見と好ましい実施形態を示す。スペーサの高さ、IDS、周期及びスペーサの横方向サイズの定義は、図16に示される。
32.1 Sample Thickness Deviation and Uniformity in Hand Press Self-Supporting CROF Experimentally, we found that in a CROF device and process, the sample thickness deviation and uniformity of the closed configuration of the plate after the hands were released. Study parameters that can affect sex. The parameters are the distance between the spacers (IDS), the shape and size of the spacer (eg, the lateral dimension of the spacer, the height of the spacer, the ratio of the width to the height of the spacer, the spacer region filling factor (the ratio of the total area to the spacer area). Or the ratio of the spacer period to the width), the mechanical strength of the spacer and plate material (Young's modulus), the thickness of the plate, and the surface flatness of each plate, but not limited thereto. Some experimental findings and preferred embodiments are presented: Spacer height, IDS, period and spacer lateral size definitions are shown in FIG.
E−1.1 試料厚さへのIDS(スペーサ間の距離)、プレートの厚さ、及び材料の影響 実験的に、本発明者らは、周期的スペーサアレイのスペーサ間の距離(ISD)がCROFプレロスにおける閉鎖構成の試料の厚さの偏差(スペーサの高さから)及び均一性に顕著に影響する可能性のあることを観察した。 E-1.1 Effect of IDS (distance between spacers), plate thickness, and material on sample thickness Experimentally, we find that the distance between spacers (ISD) of a periodic spacer array is It was observed that sample thickness deviations (from spacer height) and uniformity in the closed configuration in the CROF preloss can be significantly affected.
図18は、試料厚さへのIDS、プレートの厚さ及び材料の影響を示す。異なるプレート及びスペーサ材料、異なるプレートの厚さ及び異なる試料でのスペーサ間の距離(IDS)に対する、試料の厚さの偏差及び均一性の測定値を示す。スペーサは周期的アレイであり、かつ5μmのスペーサの高さ、平坦な頂部、正方形形状(10×10μmの柱横方向サイズ、ほぼ均一な断面、及び丸い角)を有する。IDSはそれぞれ20μm、50μm、100μm、200μm及び500μmであった。基板は、未処理の250μmの厚さの平坦な表面(面積が1インチ×1インチ)のPMMAプレートであった。スペーサが直接製造されたX−プレートは、それぞれ未処理の175μm及び50μmの厚さのPMMAプレート、及び未処理の125μm及び25μmの厚さのPSであった。試料は、それぞれ2μLの血液(指と直接接触させて滴下する)、唾液又はPBS(ピペットで滴下する)であった。CROF装置を手でプレスしかつ1インチ×1インチの領域で擦り、かつプレス後に自己保持された。試料厚さは、CROF装置の閉鎖構成で計測された。 FIG. 18 shows the effect of IDS, plate thickness and material on sample thickness. FIG. 7 shows measurements of sample thickness deviation and uniformity for different plate and spacer materials, different plate thickness and distance between spacers (IDS) for different samples. The spacers are periodic arrays and have spacer heights of 5 μm, flat tops, square shapes (10×10 μm post lateral size, nearly uniform cross section, and rounded corners). The IDS was 20 μm, 50 μm, 100 μm, 200 μm and 500 μm, respectively. The substrate was an untreated 250 μm thick flat surface (1″×1″ area) PMMA plate. The X-plates on which the spacers were directly manufactured were untreated 175 μm and 50 μm thick PMMA plates and untreated 125 μm and 25 μm thick PS, respectively. The samples were 2 μL of blood (dropped in direct contact with the finger), saliva or PBS (dropped with a pipette), respectively. The CROF device was manually pressed and rubbed in a 1 inch x 1 inch area and self-held after pressing. Sample thickness was measured in a closed configuration of the CROF device.
図18は、所定の実験条件について及び正方形形状のスペーサ(10×10μmの柱横方向サイズ、ほぼ均一な断面、及び丸い角)について、以下であることを示す。
(1)ISDが20μm、50μm、100μmである場合、平均最終試料の厚さは5.1μm〜5.2μmであり、所定の5μmのスペーサの高さに非常に近く、かつ4%未満の厚さの偏差及び均一性(すなわち、ISDが約120μm以下であれば、偏差及び均一性は4%未満であってもよい)を有する。
(2)しかしISDが200μm及び50μmである場合は、平均最終試料の厚さは、それぞれ4.3μm及3.5μmになり、所定のスペーサの高さ(5μm)より明らかに小さく、かつそれぞれ−13.9%及び−30.9%の厚さの偏差とそれぞれ10.9%及び27.7%の均一性を有する。これは、ISDが約200μmより大きい場合、厚さの平均値は顕著に低下するだけでなく、均一性も非常に低くなることを示す。
FIG. 18 shows that for a given experimental condition and for square shaped spacers (10×10 μm post lateral size, nearly uniform cross section, and rounded corners):
(1) When the ISD is 20 μm, 50 μm, 100 μm, the average final sample thickness is 5.1 μm to 5.2 μm, which is very close to the predetermined spacer height of 5 μm and less than 4%. Deviation and uniformity (ie, deviation and uniformity may be less than 4% if ISD is about 120 μm or less).
(2) However, when the ISD is 200 μm and 50 μm, the average final sample thicknesses are 4.3 μm and 3.5 μm, respectively, which are clearly smaller than the predetermined spacer height (5 μm), and − It has thickness deviations of 13.9% and -30.9% and uniformity of 10.9% and 27.7%, respectively. This shows that when the ISD is larger than about 200 μm, not only the average value of the thickness is significantly decreased, but also the uniformity is very low.
40μm×40μmの横方向寸法の柱状スペーサアレイ(図18)について、ISDが60μm、150μm、100μmである場合、平均最終試料の厚さは5.1μm〜5.2μmであり、所定の5μmのスペーサの高さに非常に近く、かつ4%未満の厚さの偏差及び均一性(すなわち、ISDが約100μm以下であれば、偏差及び均一性は4%未満であってもよい)を有する。 For a columnar spacer array with lateral dimensions of 40 μm×40 μm (FIG. 18), if the ISD is 60 μm, 150 μm, 100 μm, the average final sample thickness is 5.1 μm-5.2 μm, and the spacer with a predetermined 5 μm Very close to the height of and of less than 4% thickness deviation and uniformity (ie, deviation and uniformity may be less than 4% if the ISD is about 100 μm or less).
E−1.2 試料厚さへのIDS/(Eb^3)の影響
本発明者らの実験によると(図19に示すように)、小さい試料厚さの偏差と良好な均一性を達成するために、X−プレートのSD4/(hxE)(プロット中x=1)は10^6μm^3/GPa未満であるべきであり、ISDはスペーサ間の距離であり、hは材料の高さ(厚さ)であり、Eは材料のヤング率である。
E-1.2 Effect of IDS/(Eb^3) on Sample Thickness According to our experiments (as shown in FIG. 19), small sample thickness deviations and good uniformity are achieved. For that, the SD 4 /(h x E) of the X-plate (x=1 in the plot) should be less than 10^6 μm^3/GPa, ISD is the distance between the spacers and h is the material Height (thickness) and E is the Young's modulus of the material.
CROFを使用する全ての方法及び装置において、ある実施形態において、SD4/(hxE)(プロット中x=1)の値は、10^6μm^3/GPa未満、5×10^5未満、1×10^6未満、5×10^6未満等である。 In all methods and devices using CROF, in some embodiments, the value of SD4/(hxE) (x=1 in the plot) is less than 10^6 μm^3/GPa, less than 5x10^5, 1x It is less than 10^6, less than 5x10^6, and so on.
任意の実施形態において、可撓性プレートは、20μm〜250μm範囲内(例えば50μm〜150μmの範囲内)の厚さを有し、かつヤング率は範囲0.1〜5GPa(例えば、0.5〜2GPaの範囲内)である。 In any embodiment, the flexible plate has a thickness in the range of 20 μm to 250 μm (eg, in the range of 50 μm to 150 μm) and a Young's modulus in the range 0.1 to 5 GPa (eg, 0.5 to Within the range of 2 GPa).
任意の実施形態において、可撓性プレートの厚さと可撓性プレートのヤング率との乗算結果は、60〜750GPa−μmの範囲内にあってもよい。 In any embodiment, the product of the flexible plate thickness and the flexible plate Young's modulus may be in the range of 60 to 750 GPa-μm.
E−1.3 試料厚さへのスペーササイズと高さの影響
本発明者らの実験によると(例えば図20)、小さい試料厚さの偏差を達成するために、所定のプレートの厚さ、試料及びプレスに対して、IDSは約150μm以下であるべきである。
E-1.3 Effect of Spacer Size and Height on Sample Thickness According to our experiments (eg FIG. 20), in order to achieve small sample thickness deviations, given plate thickness, For samples and presses, the IDS should be about 150 μm or less.
E−1.4 試料厚さへのスペーサの高さに対する幅の比の影響
本発明者らの実験によると(例えば図21)、小さい試料厚さの偏差を達成するために、所定のプレートの厚さ、試料及びプレスに対して、ISDは20μm〜150μmであり、柱体の高さに対する幅の比(WRH)が1よりも大きく、かつある実施形態において、好ましくは2以上である。
E-1.4 Effect of Width to Height Ratio of Spacer on Sample Thickness According to our experiments (eg, FIG. 21), in order to achieve small sample thickness deviations, for a given plate, For thickness, sample and press, the ISD is between 20 μm and 150 μm, the width to height ratio (WRH) of the pillar is greater than 1, and in some embodiments, preferably 2 or more.
これは、WHRが約1以上である場合、スペーサは、ハンドプレスの加圧と擦りを維持することに十分に強く、そうでなければ、全てのISDに対して、偏差及び均一性の両方は低くかつ大きいことを示す。 This means that when the WHR is about 1 or more, the spacer is strong enough to maintain the hand press pressure and rubbing, otherwise, for all ISDs, both deviation and uniformity are Indicates low and large.
E−1.5 試料厚さへのスペーサの充填因子の影響
本発明者らの実験によると(例えば図22)、小さい試料厚さの偏差と良好な厚さ均一性を達成するために、所定のプレートの厚さ、試料に対して、スペーサの充填因子は約2.3以上であるべきである。
E-1.5 Effect of Spacer Filling Factor on Sample Thickness According to our experiments (eg, FIG. 22), a small sample thickness deviation and good thickness uniformity were determined to be achieved. For the plate thickness, sample, the spacer fill factor should be about 2.3 or more.
例えば、図22において達成した4%未満の偏差及び均一性は、所定の柱体面積及びIDS、及び所定のスペーサの領域充填率(例えば、総面積に対する柱状断面の比)に対して、PS柱体は、ハンドプレスの加圧及び擦りを支持することに十分に強い。PS柱体の変形は、親指圧力が約1〜10kg/cm2(10^5Pa)であり、PSのヤング率が約3GPaであり、かつ幅20μmの柱状スペーサ充填率及び100μmのISDが約4%であることに基づいて推定され、それにより柱体の親指のプレスでの相対的な変形(圧力)は1%〜0.1%であり、これは本発明者らの実験的観察と一致する。 For example, the deviation and uniformity of less than 4% achieved in FIG. 22 means that for a given pillar area and IDS, and for a given spacer area fill factor (eg, the ratio of column cross section to total area), the PS column The body is strong enough to support the pressure and rubbing of a hand press. The deformation of the PS column is such that the thumb pressure is about 1 to 10 kg/cm 2 (10^5 Pa), the PS Young's modulus is about 3 GPa, and the columnar spacer filling rate of 20 μm width and 100 μm ISD is about 4. %, so that the relative deformation (pressure) in the thumb press of the cylinder is between 1% and 0.1%, which is in agreement with our experimental observations. To do.
E−1.6 試料厚さへのプレート厚さの影響
本発明者らの実験によると(例えば図23)、(i)小さい試料厚さの偏差(5%以下)と良好な厚さ均一性を達成するために、所定のプレートの厚さ、試料に対して、少なくとも1つのプレートは、200μm未満のプレート厚さを有するべきであり、かつ(ii)X−プレートと基板がいずれも200μmよりも厚いと、それらは硬すぎ、塵埃を克服できず、より低いスペーサの均一性/偏差をもたらす。
E-1.6 Effect of Plate Thickness on Sample Thickness According to experiments by the present inventors (eg, FIG. 23), (i) small sample thickness deviation (5% or less) and good thickness uniformity To achieve a given plate thickness, for a sample, at least one plate should have a plate thickness of less than 200 μm, and (ii) the X-plate and the substrate are both greater than 200 μm. If too thick, they are too hard to overcome dust and lead to lower spacer uniformity/deviation.
E−1.7 試料厚さへの基板プレートの影響
本発明者らの実験(例えば図25)によると、厚い(1mm)ガラス基板プレートを使用すると、より小さい試料厚さ偏差及び良好な厚さ均一性のための最大のIDSは、PMMA基板の場合、150μmから200μmに延長することができる。
E-1.7 Effect of Substrate Plate on Sample Thickness According to our experiments (eg FIG. 25), using a thick (1 mm) glass substrate plate resulted in smaller sample thickness deviations and better thickness. The maximum IDS for uniformity can be extended from 150 μm to 200 μm for PMMA substrates.
E−1.8 自己保持へのプレート表面湿潤特性修正の影響
本発明者らの実験によると(例えば図24)、(1)CROF装置の良好な自己保持は、CROF装置の2つの内表面の少なくとも1つが親水性であることを必要とする。(2)CROF装置の2つの内表面がいずれも親水性であると、それは最も良い自己保持と試料厚さの調節及び均一性を提供する。(3)CROF装置の1つの内表面が親水性でかつ別の内表面が疎水性であると、良好な自己保持を得るために、試料面積は0.5cm2より大きい必要がある。(4)2つの内表面がいずれも疎水性であると、自己保持は不十分又は不合格(不安定)である。(図中の線は視線誘導のためのものである。)
E-1.8 Effect of Modifying Plate Surface Wetting Properties on Self-Retention According to our experiments (eg, FIG. 24), (1) good self-retention of the CROF device was due to the two inner surfaces of the CROF device. At least one needs to be hydrophilic. (2) When both two inner surfaces of the CROF device are hydrophilic, it provides the best self-holding and sample thickness control and uniformity. (3) If one inner surface of the CROF device is hydrophilic and the other inner surface is hydrophobic, the sample area needs to be larger than 0.5 cm 2 in order to obtain good self-holding. (4) When both of the two inner surfaces are hydrophobic, self-holding is insufficient or unsuccessful (unstable). (The lines in the figure are for guiding the eyes.)
E−1.9 ハンドプレス時間による試料厚さへの影響
本発明者らの実験は、CROF装置が1s〜60sのプレス時間で自己保持でき、かつ同様の良好な性能を有することを見出した。何もプレスさないと(0sプレスする)、CROF装置は、性能が低く、かつ自己保持することができない。
E-1.9 Effect of hand pressing time on sample thickness Our experiments have found that the CROF device can self-hold for a pressing time of 1 s to 60 s and has similar good performance. Without pressing anything (pressing for 0s), the CROF device has poor performance and cannot self-hold.
E−1.10. 試料厚さへの周期的柱状スペーサ及びランダムボールスペーサの影響の比較
図27の計測結果は、所与の実験条件で、周期柱状スペーサを有するCROF装置がランダムボール(例えばビーズ)スペーサよりもはるかに小さい試料厚さ偏差とより高い均一性(両方とも5%未満)を有することを示す。具体的には、20μm、50μm及び100μmISDについて、周期的で、均一断面の柱状スペーサの平均厚さ偏差及び均一性は2.3%及び約3.4%である。しかし、平均ISDが20μm、50μm、100μmのランダムボールスペーサを用いた場合、厚さが220μmのガラスカバープレートを用いる平均厚さ偏差及び均一性は11.2%及び12.5%であり、厚さが175μmのPMMAカバープレートを用いる試料厚さ偏差及び均一性は10.8%及び20%であり、約5倍以上の試料厚さ偏差及びより低い均一性を有する。
E-1.10. Comparison of the effect of periodic column spacers and random ball spacers on sample thickness shows that the measurement results in FIG. 27 show that a CROF device with periodic column spacers is much better than a random ball (eg bead) spacer under given experimental conditions. It is shown to have small sample thickness deviations and higher homogeneity (both less than 5%). Specifically, for 20 μm, 50 μm and 100 μm ISDs, the average thickness deviation and uniformity of the columnar spacers of periodic and uniform cross section are 2.3% and about 3.4%. However, when using the random ball spacers with the average ISD of 20 μm, 50 μm, and 100 μm, the average thickness deviation and uniformity using the glass cover plate with the thickness of 220 μm are 11.2% and 12.5%. The sample thickness deviation and uniformity using PMMA cover plate of 175 μm is 10.8% and 20%, with sample thickness deviation of more than about 5 times and lower uniformity.
E1.12.他の知見
図28は、異なるX−プレート厚さ及び基板厚さの試料厚さへの影響を示す。
E1.12. Other Findings FIG. 28 shows the effect of different X-plate and substrate thicknesses on sample thickness.
本発明者らの実験は、指から直接的にピペットによって落とされた液体が最終的な試料厚さ及び均一性において同様の性能を有することを見出した。 Our experiments have found that liquids pipetted directly from the finger have similar performance in final sample thickness and uniformity.
本発明者らの実験は、基材又はX−プレートに滴下された液体が、測定された試料厚さ及び均一性において同様の性能を有することも見出された。 Our experiments have also found that the liquid dripped onto the substrate or X-plate has similar performance in measured sample thickness and uniformity.
32.2 自己保持型CROFを用いた未希釈全血の完全血球数
E2.1 使用されるCROF装置
例32.2のすべての試験で用いられるCROF装置は、X−プレート及び平坦なガラスプレートを含む。X−プレートは、面積が2.5cm×2.5cmで厚さが175μmのPMMAであり、かつ試料接触区域において周期的スペーサアレイを有する。ガラスプレートは、厚さが1mmで面積が3cm×5cmの平坦な表面である。X−プレート上のスペーサは、初期平坦なPMMA膜に直接的にエンボス加工され、これによりPMMA(X−プレートと同じ材料)で製造され、かつX−プレートと接触する。
32.2 Complete blood count E2.1 of undiluted whole blood using self-supporting CROF CROF instrument used The CROF instrument used in all the tests of Example 32.2 was an X-plate and a flat glass plate. Including. The X-plate is PMMA with an area of 2.5 cm×2.5 cm and a thickness of 175 μm, and has a periodic spacer array in the sample contact area. The glass plate is a flat surface with a thickness of 1 mm and an area of 3 cm×5 cm. The spacers on the X-plate are embossed directly into the initially flat PMMA film, thereby being made of PMMA (the same material as the X-plate) and in contact with the X-plate.
各スペーサは、ほぼ均一な横断面、平坦な頂部、及びx及びy横方向におけるそれぞれ幅が40um及び30umの長方形を有する柱状のものである。所与のX−プレート上のすべてのスペーサは同じスペーサの高さを有する。周期的スペーサアレイは、一定周期が120um及び110um(それぞれx及びy)の長方形格子を有し、所与の一定スペーサ間隔(ISD)が80μmである。 Each spacer is columnar with a substantially uniform cross section, a flat top, and a rectangle with widths of 40 and 30 um in the x and y transverse directions, respectively. All spacers on a given X-plate have the same spacer height. The periodic spacer array has a rectangular grating with a constant period of 120 um and 110 um (x and y respectively) with a given constant spacer spacing (ISD) of 80 μm.
X−プレートとガラスプレートの表面は、未処理であり、かつ接触角が約40〜50度の表面に滴下したヒトの血液に対しては親水性である。両方のプレートは、可視光透明である。 The surfaces of the X-plate and the glass plate are untreated and hydrophilic to human blood dripping on the surface with a contact angle of about 40-50 degrees. Both plates are transparent to visible light.
E2.2 試料、製造、付着、CROFプロセス、自己保持
特に断らない限り、全ての血液試料は、健康な被験者に由来し、新鮮であり、かつCROFプレートに直接付着させ、希釈せず、抗凝固剤を添加しなかった。
E2.2 Sample, Manufacturing, Adhesion, CROF Process, Self-Retention Unless otherwise stated, all blood samples were from healthy subjects, fresh, and directly attached to the CROF plate, undiluted and anticoagulated. No agent was added.
例3の全ての実験において、特に断らない限り、血液がヒトの指から採取され、血液とプレートとの直接接触により血液がCROFプレートに付着した。通常、直接的な接触は、プレートの表面に約0.1〜1μLの血液を付着させる。血液付着から約60秒未満で、CROFプロセスを適用して血液試料を圧縮して薄膜にし、次に測定を実施した。特に断らない限り、抗凝固剤も液体希釈剤も血液試料に添加されなかった。 In all experiments in Example 3, unless otherwise noted, blood was taken from a human finger and blood was deposited on the CROF plate by direct contact of the blood with the plate. Direct contact typically deposits about 0.1-1 μL of blood on the surface of the plate. Less than about 60 seconds after blood deposition, the CROF process was applied to compress the blood sample into a thin film and then the measurement was performed. No anticoagulants or liquid diluents were added to blood samples unless otherwise noted.
WBCの染色を必要とする特定の実験において、血液検査の前に、CROF装置のプレートの1つの内面(試料接触表面)に試薬、すなわち乾燥アクリジンオレンジ色素層を予め塗布した。乾燥色素層の塗布は、順序で、(a)濃度が20μg/mLの水に30μLのアクリジンオレンジ色素をガラスプレートに滴下するステップ、(b)それを約1cm2の領域に広げるステップ、(c)約1時間乾燥させるステップを含む。 In certain experiments requiring WBC staining, the reagent, a dried acridine orange dye layer, was pre-applied to one inner surface (sample contacting surface) of the plate of the CROF instrument prior to the blood test. The application of the dry dye layer is carried out in the following order: (a) adding 30 μL of acridine orange dye to a glass plate in water having a concentration of 20 μg/mL, (b) spreading it in an area of about 1 cm 2 , (c) ) Drying for about 1 hour.
CROFプレートの1つに約1μL以下の体積の血液を付着させる方法にかかわらず、プレートに付着した血液は、数ミリメートル以下の直径の血液体を形成した。次に、CROF装置の2枚のプレートを手で閉鎖構成状態にし、数秒間手でプレスして、元の血液体を2つのプレートによって圧縮して大面積の薄い血液膜(横方向サイズが約1〜3cmである)にした。本発明者らは、例3の全てにおいて、特に断らない限り、手でプレスされたCROF装置は、スペーサにより調節された均一な試料厚さを有し、手を放した後に均一な試料厚さを自己保持することができた。試料は、通常の室内条件で付着した。本発明者らは、ダストが大きな試料面積上に所定の最終的な試料厚さを達成することに影響しないことを発見した。本発明者らはまた、最終的な血液試料が、周期的スペーサの矩形格子によって引き起こされると考え、丸い角を有する矩形形状に広がっていることも見出した。このステップを図15に示す。 Regardless of the method of depositing a volume of about 1 μL or less of blood on one of the CROF plates, the blood deposited on the plate formed blood bodies with a diameter of a few millimeters or less. Next, the two plates of the CROF device are closed by hand and pressed by hand for a few seconds to compress the original blood body with the two plates to produce a large thin film of blood (with lateral size approximately 1 to 3 cm). In all of Example 3, the inventors have shown that, unless otherwise noted, the hand-pressed CROF device had a uniform sample thickness adjusted by the spacer and a uniform sample thickness after the hand was released. Was able to self-hold. The sample was deposited under normal room conditions. The inventors have found that dust does not affect achieving a given final sample thickness over a large sample area. We also found that the final blood sample was caused by a rectangular grid of periodic spacers and spread into a rectangular shape with rounded corners. This step is shown in FIG.
プレートに乾燥色素を用いた試料について、任意の測定前に試料が30秒間待った。 For samples with dry dye on the plate, the sample waited 30 seconds before any measurements.
プレートに直接付着した血液試料は、液体で希釈されず(すなわち、液体希釈がない)、プレートに塗布された乾燥試薬のみと混合されていた。 Blood samples deposited directly on the plate were not diluted with liquid (ie, no liquid dilution) and were mixed only with the dry reagent applied to the plate.
全てのスペーサは、同じスペーサ高さが2μmの矩形形状を有する。 All spacers have a rectangular shape with the same spacer height of 2 μm.
2μmのスペーサの高さは、赤血球(RBC)の厚さ(2〜2.5μm)にほぼ等しいCROF装置の閉鎖構成の最終的な血液試料の間隔を約2μmにするように選択されるが、RBCの直径(6.2〜8.2μm)よりはるかに小さい。このような最終的な試料厚さは、CROFの閉鎖構成において、各RBCが互いに良好に分離され、異なるRBCの間の重複又は積み重なりがなく、試料領域の画像を撮ることによってRBCを正確に計数させるようにする。 The spacer height of 2 μm is selected to give a final blood sample spacing of approximately 2 μm in a closed configuration of the CROF device, which is approximately equal to the thickness of red blood cells (RBC) (2-2.5 μm). Much smaller than the diameter of RBC (6.2-8.2 μm). Such final sample thickness is such that in the closed configuration of the CROF, the RBCs are well separated from each other, there is no overlap or stacking between different RBCs, and the RBCs are accurately counted by imaging the sample area. To let
E2.3 血細胞の画像化
特に断らない限り、閉鎖構成における2つのCROFプレートの間の試料を用い、かつそれぞれ商用のDSLRカメラ(Nikon)及びiPhoneを用いて、例3の血液試料の画像化を行った。各タイプのカメラの結果は類似する。特に断らない限り、画像は、透明であるプレートの1つ(すなわち、プレートの表面に平行な平面上の試料の2次元画像)を通る試料の上面図である。
E2.3 Blood Cell Imaging Unless otherwise noted, the blood sample of Example 3 was imaged using a sample between two CROF plates in a closed configuration and using a commercial DSLR camera (Nikon) and iPhone, respectively. went. The results for each type of camera are similar. Unless otherwise noted, the images are top views of the sample through one of the plates that is transparent (ie, a two-dimensional image of the sample on a plane parallel to the surface of the plate).
Nikonカメラ 試料は、2つのフィルタ(励起フィルタとしての470±20nmのバンドパスフィルタ及び放射フィルタとしての500nmのロングパスフィルタ)と、1つの光源(キセノンランプ)と、1つの倍率/焦点レンズセットとを有する通常の商用DSLRカメラ(Nikon)によって観察される。明視野モードでは、いずれのフィルタも用いない広帯域白色光源である。蛍光モードでは、470±20nmのフィルタをキセノンランプの前に置き、470nmの波長の狭い帯域の励起源を作り出し、カメラに入る500nm未満の波長の光を遮断するために、500nmのロングパスフィルタをカメラの前に置いた。 Nikon camera The sample consisted of two filters (470±20 nm bandpass filter as excitation filter and 500 nm longpass filter as emission filter), one light source (xenon lamp) and one magnification/focus lens set. Observed by a conventional commercial DSLR camera (Nikon). In brightfield mode, it is a broadband white light source that does not use any filters. In fluorescence mode, a 470±20 nm filter is placed in front of a xenon lamp to create a narrow band excitation source with a wavelength of 470 nm and a 500 nm long pass filter to block the light with wavelengths below 500 nm entering the camera. I put it in front of.
携帯電話 本発明者らの実験にはiPhone−6を用いた。
Mobile phone The
E2.4 血液細胞及び赤血球計数へのスペーサ高さ(試料厚さ)の影響
本発明者らの実験において、試料厚さがスペーサの高さと同じになるように制御した。本発明者らは、CROFプロセスにおいてスペーサの高さ(したがって試料厚さ)が血液細胞に及ぼす影響、ならびにそれらの画像化及び計数に及ぼす影響を実験的に調べた。用いたCROF装置及びプロセス、ならびに血液付着は、例2のこのセクションの始めに記載される。血液試料は、同じ健康な被験者由来であった。本発明者らの実験の1つにおいて、4つの異なるスペーサの高さ(1μm、2μm、3μm、及び5μm)を検査した。
E2.4 Effect of spacer height (sample thickness) on blood cell and red blood cell counts In our experiments, the sample thickness was controlled to be the same as the spacer height. We experimentally investigated the effect of spacer height (and thus sample thickness) on blood cells in the CROF process, and their effect on imaging and counting. The CROF equipment and process used, as well as blood deposition, are described at the beginning of this section of Example 2. Blood samples were from the same healthy subject. In one of our experiments, four different spacer heights (1 μm, 2 μm, 3 μm, and 5 μm) were examined.
図29は、4つの異なるCROF装置内でCROFが行われた血液試料の光学顕微鏡図(明視野光学顕微鏡)の上面図を示し、各CROF装置が周期的スペーサの矩形格子と、1μm(a)、2μm(b)、3μm(c)及び5μm(d)の異なる一定のスペーサ高さを有する。血液試料は、被験者の指によってCROF装置のプレートに直接付着し、抗凝固剤も液体希釈剤も血液に添加されなかった。 FIG. 29 shows a top view of an optical micrograph (bright field optical microscope) of a blood sample that has been CROFed in four different CROF devices, each CROF device being a rectangular grid of periodic spacers and 1 μm (a). It has different constant spacer heights of 2 μm (b), 3 μm (c) and 5 μm (d). The blood sample was deposited directly on the plate of the CROF device by the subject's finger and no anticoagulant or liquid diluent was added to the blood.
明視野光学顕微鏡において、RBC細胞はWBCよりはるかに容易に見える。赤血球とも呼ばれる赤血球(RBC)は、約6.2〜8.2μmのディスク直径及び2〜2.5μmの最も厚い点の(ディスクの縁の付近)、及び0.8〜1μmの中心箇所の最小の厚さを有する。 In bright field light microscopy, RBC cells are much easier to see than WBCs. Red blood cells (RBCs), also called red blood cells, have a disc diameter of about 6.2-8.2 μm and a thickest point of 2-2.5 μm (near the edge of the disc), and a minimum of 0.8-1 μm central location. Having a thickness of.
本発明者らの光学顕微鏡による観察は、1μmのスペーサの高さに対して、約99%のRBCが溶解されることを示した。例えば、図29(a)は、RBCのみが観察領域に残ったことを示している。1μmのスペーサの高さは、平均RBC厚さよりも著しく小さい。該実験は、最終的なプレートスペーサ(スペーサの高さの制御による)を細胞の最小寸法より小さくすることによって、細胞を溶解するためにCROF装置及びプロセスを用いることができることを実証した。 Observation by our optical microscope showed that for a spacer height of 1 μm, about 99% of RBCs were dissolved. For example, FIG. 29A shows that only RBC remains in the observation area. The 1 μm spacer height is significantly smaller than the average RBC thickness. The experiment demonstrated that the CROF device and process can be used to lyse cells by making the final plate spacers (by controlling the height of the spacers) smaller than the smallest dimension of the cells.
本発明者らの光学顕微鏡による観察(例えば、図29)は、2μmのスペーサの高さ(試料厚さ)について、RBCが全て互いに離れており、それらの間に実質的に重なりがなく、かつほぼ丸く対称な形状を有することを示した。各RBC間の距離は、2D顕微鏡画像内の各RBCの完全な円形の暗い境界線(すなわち、境界線が各(かつ1つだけの)細胞を完全に循環させる)によって明確に示される。さらに、顕微鏡による観察は、RBCの中心が細胞の中心において縁部の中心よりも暗いことを示し、スペーサの2μmの高さ(試料厚さ)で、RBCの中心が依然として縁部より薄いことを示した。 Observation by the inventors' optical microscope (for example, FIG. 29) shows that for a spacer height (sample thickness) of 2 μm, the RBCs are all separated from each other and there is substantially no overlap between them, and It was shown to have an almost round and symmetrical shape. The distance between each RBC is clearly indicated by the perfect circular dark border of each RBC in the 2D microscope image (ie, the border completely circulates each (and only one) cell). Furthermore, microscopic observation shows that the center of the RBC is darker than the center of the edge at the center of the cell, and at a spacer height of 2 μm (sample thickness), the center of the RBC is still thinner than the edge. Indicated.
本発明者らの光学顕微鏡による観察(例えば、図29)は、スペーサの高さ(したがって試料厚さ)が3μmである場合、血液試料の画像が2μmのスペーサの高さとはいくつかの点で大きく異なっていたが、これらに限られず、(1)RBCは顕著に重なり、大部分のRBCが2μmスペーサの高さに存在するように各細胞を隔てる完全な円形の暗い境界線を有さず、むしろいくつかのRBCは長い円形ではない単一の暗い境界線を共有し、かつ(2)いくつかのRBCは、2μmのスペーサの高さにおいてほぼ円形状で現れ、より楕円形状で現れず、2μmのスペーサ高さで透明である各RBCの中心のダークディスクは見えにくくなる。スペーサの高さが5μmになると、RBCはより多くの重なりを有し、より多くの赤血球は非円形の形状を有し、ほとんど見えない暗い中心を有した(図29)。 The observation by the inventors of the present invention with an optical microscope (for example, FIG. 29) shows that when the height of the spacer (and thus the sample thickness) is 3 μm, the height of the spacer of the image of the blood sample is 2 μm. (1) RBCs have significant overlap and do not have a perfect circular dark border separating each cell so that most RBCs lie at the height of the 2 μm spacer. , Rather, some RBCs share a single dark border that is not a long circle, and (2) some RBCs appear almost circular at the spacer height of 2 μm and not more elliptical. The center dark disk of each RBC, which is transparent with a spacer height of 2 μm, is less visible. At spacer heights of 5 μm, RBCs had more overlap, more red blood cells had a non-circular shape, with almost invisible dark centers (FIG. 29).
空間で限定されない血液において、RBCが互いに重なり合うことを望むことがよく知られている(例えば、積み重なりを含む)。スペーサの高さ及びプレートを用いて間隔が2μmの2つの平面プレートの間の血液試料を限定することによって、血液の厚さは、RBC(これは2〜2.5μm)の最も厚い点にほぼ等しく、したがって、プレート表面上の所与の位置において、限定により、1つのRBCのみが2つのプレートの間を出て、かつプレート表面に平行なディスクを向けるようにRBCを配向させ、トップビュー光学顕微鏡法を用いて観察した場合、RBC、完全円形状の暗い境界線とほぼ丸い形状間の良好な分離をもたらす。 It is well known that RBCs desire to overlap one another in blood that is not space limited (eg, including stacking). By limiting the height of the spacers and the blood sample between the two flat plates with a spacing of 2 μm using the plate, the blood thickness is approximately at the thickest point of the RBC (which is 2-2.5 μm). Equally, therefore, at a given position on the plate surface, by limitation, only one RBC exits between the two plates and orients the RBC so as to orient the disc parallel to the plate surface, and the top view optics When observed using microscopy, it gives a good separation between the RBC, a perfectly circular dark border and a nearly round shape.
スペーサ高さ及びこれによる試料厚さが3μm及び5μmのスペーサの高さのように大きくなると、試料厚さは、プレートの位置において2つのプレート間に2つ以上のRBCを許容し、RBC重複及び各RBCの明確な境界の消失をもたらし、RBCを2つのプレートの間で回転させ、プレートの表面位置に平行なディスクから回転させ、RBCの上面図の画像が非円形の形状を呈することをもたらす。 As the spacer height and thus the sample thickness increases, such as the spacer heights of 3 μm and 5 μm, the sample thickness allows more than one RBC between the two plates at the position of the plate, and the RBC overlap and Results in the disappearance of a distinct boundary for each RBC, causing the RBC to rotate between two plates and from a disc parallel to the plate surface position, causing the top view image of the RBC to assume a non-circular shape ..
(例えば、RBC濃度測定に用いられる)RBCの数を計数するために、試料厚さを2μm(例えば、2μmのスペーサの高さを用いる)にすることが試料厚さ3μm及び5μmの試料厚さよりも容易かつ正確であることが実験的に明確に示される。 In order to count the number of RBCs (for example used for RBC concentration measurement), it is preferable to use a sample thickness of 2 μm (for example, a spacer height of 2 μm) rather than sample thicknesses of 3 μm and 5 μm. Experimentally clearly shows that is also easy and accurate.
スペーサの高さ(したがって、2つのプレートの間の距離と血液試料厚さ)は、約2μmにすることで、赤血球(RBC)の厚さ(2〜2.5μm)にほぼ等しいが、RBC(6.2〜8.2μm)の直径よりも小さく、血球計数は、より大きな試料の厚さよりはるかに容易で正確である。 The spacer height (hence the distance between the two plates and the blood sample thickness) is approximately equal to the thickness of red blood cells (RBC) (2-2.5 μm) by making it about 2 μm, but RBC( (6.2-8.2 μm) in diameter, blood cell counts are much easier and more accurate than larger sample thicknesses.
最終的な試料厚さは、(2〜2.5μm)、又は1.9μm〜2.2μmである場合、CROFを閉鎖構成にさせ、各RBCが互いに良好に分離され、異なるRBCの間の重複又は積み重なりがなく、試料領域の画像を撮ることによってRBCを正確に計数させるようにする。 If the final sample thickness is (2-2.5 μm), or 1.9 μm-2.2 μm, then the CROF is placed in a closed configuration, each RBC is well separated from each other, and there is no overlap between different RBCs. Alternatively, allow RBCs to be accurately counted by taking an image of the sample area without stacking.
他方では、本発明者らは、1μmのスペーサ高さのCROF装置で、RBCの大部分が溶解されたが、WBC又は血小板が溶解されなかったことを観察した。本発明者らの実験において、CROFの上部(すなわち、CROFプレートは、顕微鏡又はカメラの画像化平面にほぼ平行である)からの光学画像化は、(a)領域内の細胞の数、及び(b)その領域の横方向のサイズを決定する。CROF装置の横方向のサイズは、事前較正によって決定することができる。又は、スペーサの横方向のサイズをマーカーとして用いて、CROF装置の領域の横方向のサイズを画像化期間に決定することができる。本発明者らの実験において、両方を用いた。 On the other hand, we observed that with a CROF device with a spacer height of 1 μm, most of the RBCs were lysed, but not WBCs or platelets. In our experiments, optical imaging from the top of the CROF (ie, the CROF plate is approximately parallel to the imaging plane of the microscope or camera) showed (a) the number of cells in the region, and ( b) Determine the lateral size of the area. The lateral size of the CROF device can be determined by pre-calibration. Alternatively, the lateral size of the spacer can be used as a marker to determine the lateral size of the area of the CROF device during the imaging period. Both were used in our experiments.
例2の実験において、所与のCROFプレートについて、2つのCROFプレートの間の間隔(したがって、血液試料厚さ)は、スペーサの高さと5%以内の範囲内で同じであった。この試料厚さ情報を、光学的画像化から決定された所与の領域の横方向サイズとともに用いると、所与の領域に関連する試料体積が決定され、これは試料の横方向の面積×試料厚さに等しい。試料体積と体積内の細胞数(画像化によって決定される)を知ることによって、本発明者らは、その試料体積内の細胞の濃度を決定することができた。 In the experiment of Example 2, for a given CROF plate, the spacing between the two CROF plates (and thus blood sample thickness) was the same within the spacer height and within 5%. This sample thickness information, together with the lateral size of a given area determined from optical imaging, determines the sample volume associated with a given area, which is the lateral area of the sample times the sample. Equal to the thickness. By knowing the sample volume and the number of cells within the volume (determined by imaging), we were able to determine the concentration of cells within that sample volume.
図29bは、(b)CROFプレートの総側面積に対する赤血球面積(2D上面図から測定)の比を示す。プレート間隔(すなわち、サンプルの厚さ)が2μmである場合に、それは最も大きく、その原因は、2μm未満の場合にいくつかのRBCが溶解し、2μmより大きい場合にRBCが重なりかつ回転することにより、2D画像でのRBC面積が小さくなることである。 Figure 29b shows the ratio of (b) red blood cell area (measured from a 2D top view) to the total lateral area of the CROF plate. It is greatest when the plate spacing (ie sample thickness) is 2 μm, because some RBCs dissolve below 2 μm and RBCs overlap and rotate above 2 μm. This reduces the RBC area in the 2D image.
以下の実験からの1つの結論は、血球計数(RBC及びWBC)のCROF装置の最適化された間隔のサイズが1.9μm〜2.2μm、又は2μm〜2.2μm、又は2μm〜2.1μmであるということである。 One conclusion from the following experiments is that the optimized spacing size of the hemocytometer (RBC and WBC) CROF instrument is 1.9 μm to 2.2 μm, or 2 μm to 2.2 μm, or 2 μm to 2.1 μm. It means that
本発明者らの別の実験的知見は2つのプレートの間に1μmの間隔を有するCROF装置が大部分の赤血球を溶解するがWBCを溶解しないということである:CROF装置
本発明者らは、CROF装置のギャップ間隔がRBCの厚さ(例えば、1μmのプレート間の距離)よりはるかに小さい場合、RBCが溶解されることを見出した。WBCはより弾力性があり、それらの大部分が溶解されない可能性があることが依然として観察される。
Another experimental finding of the inventors is that a CROF device with a 1 μm spacing between two plates lyses most red blood cells but not WBC: CROF device It has been found that if the gap spacing of the CROF device is much smaller than the RBC thickness (eg 1 μm distance between plates), the RBC will dissolve. It is still observed that WBCs are more elastic and most of them may not be dissolved.
E3.5 RBC(赤血球)計数
1つの実施形態において、RBCは、フィルタなしで明視野モードで計数された。4倍、10倍、20倍、40倍の倍率で写真を撮影した。各倍率のX−プレートのギャップ間隔(t)と視野(A)は既知である(スペーサ及びそれらの期間はスケールマーカー(すなわち定規)として用いられた)ので、血液試料中のRBC濃度が計算される。例えば、1つの視野内のN RBCの計数について、血液においてRBC濃度(C)がC=N/t/Aである。この計算方法もWBC、PLT濃度計測に同様に適用される。
E3.5 RBC (Red Blood Cell) Counts In one embodiment, RBCs were counted in brightfield mode without filters. Photographs were taken at 4 times, 10 times, 20 times, and 40 times magnification. Since the gap spacing (t) and field of view (A) of each magnification X-plate are known (spacers and their duration were used as scale markers (ie rulers)), the RBC concentration in the blood sample was calculated. It For example, for counting N RBCs within one field of view, the RBC concentration (C) in blood is C=N/t/A. This calculation method is similarly applied to WBC and PLT concentration measurement.
E2.6.WBC及び血小板の計数
各白細胞(WBC)も、白血細胞又は白血球と呼ばれ、典型的な約10〜15μmのディスク直径を有する。典型的な血小板(PLT)は1〜2μmの典型的なサイズを有する。WBC及びPLTは、それ自体で目に見える色素を有していないので、通常の顕微鏡検査ではRBCよりも観察されにくい。1つの実施形態において、WBC及びPTLを計数する際により目立たせるために、アクリジンオレンジ(AO)色素でWBC及びPTLを染色する。
E2.6. WBC and Platelet Counts Each white cell (WBC) is also called a white blood cell or white blood cell and has a typical disc diameter of about 10-15 μm. Typical platelets (PLT) have a typical size of 1-2 μm. WBCs and PLTs have no visible dye on their own and are therefore less visible than RBCs under normal microscopy. In one embodiment, WBCs and PTLs are stained with acridine orange (AO) dye to make them more visible in counting WBCs and PTLs.
アクリジンオレンジは、核酸に対する天然の親和性を有する安定な色素である。DNAに結合すると、AOは単量体としてDNAとインターカレートされ、青色励起で強い緑色蛍光(WBCに対する470nm励起、525nm緑色発光)を生じる。RNA及びタンパク質に結合すると、アクリジンオレンジは、青色励起で赤色蛍光(WBC、PLTに対する470nm励起、685nm赤色発光)を生じるポリマー形態の静電複合体を形成する。RBCは核酸を有さず、したがって染色することができない。WBCは、核を有し、DNA及びRNAの両方を有し、したがって強く染色される。PLTは、微量のRNAを有し、したがって弱く染色される。図33を示す。 Acridine orange is a stable dye with a natural affinity for nucleic acids. When bound to DNA, AO is intercalated with DNA as a monomer and produces strong green fluorescence upon blue excitation (470 nm excitation for WBC, 525 nm green emission). Upon binding to RNA and protein, acridine orange forms an electrostatic complex in the form of a polymer that upon blue excitation produces red fluorescence (470 nm excitation for WBC, PLT, 685 nm red emission). RBCs do not have nucleic acids and therefore cannot stain. WBCs have a nucleus, have both DNA and RNA and are therefore strongly stained. PLT has a small amount of RNA and is therefore weakly stained. FIG. 33 is shown.
WBCは、470±20nmの励起フィルタの蛍光モードで計数され、かつ発光フィルタは、500nmのロングパスフィルタで、撮影する場合に4×、10×、20×、又は40×の拡大倍率を選択した。これらの実施形態を用いて、WBC及びPLTを適切に計数した。 WBCs were counted in the fluorescence mode of the excitation filter at 470±20 nm, and the emission filter was a 500 nm long-pass filter, with magnifications of 4×, 10×, 20×, or 40× selected for imaging. WBCs and PLTs were counted appropriately using these embodiments.
E2.7 異なるWBCの計測
WBCは、好中球、好酸球、好塩基球、リンパ球、及び単球の5つの主なサブクラスに分類でき、又は時には、顆粒球、リンパ球、及び単球の3つの主なクラスに分類することができる。ウィルス、バクテリア、又は真菌、又はアレルギーによる異なる感染が、特定のWBCサブクラス濃度の濃度を変化させる可能性があるため、被験者の血液中の各クラスの濃度は、臨床的意義を有する可能性がある。
E2.7 Measurement of different WBCs WBCs can be divided into five major subclasses: neutrophils, eosinophils, basophils, lymphocytes, and monocytes, or sometimes granulocytes, lymphocytes, and monocytes. Can be classified into three main classes. The concentration of each class in a subject's blood may have clinical significance, as different infections by viruses, bacteria, or fungi, or allergies can alter the concentration of a particular WBC subclass concentration. ..
WBCは、有核赤血球及び血小板からそれらを区別する有核である。さらに、WBCの異なるサブクラスは、DNAとRNA及びタンパク質との異なる比を有するため、適切な色素を用いてそれらを区別することによってDNA及びRNAを別々に染色することができる。 WBCs are nucleated that distinguish them from nucleated red blood cells and platelets. Furthermore, different subclasses of WBC have different ratios of DNA to RNA and proteins, so that DNA and RNA can be stained separately by distinguishing them with an appropriate dye.
例えば、AO色素は単量体としてDNAとインターカレートされ、青色励起で強い緑色蛍光(WBCに対する470nm励起、525nm緑色発光)を生じる。RNA及びタンパク質に結合すると、アクリジンオレンジは、青色励起で赤色蛍光(WBC、PLTに対する470nm励起、685nm赤色発光)を生じるポリマー形態の静電複合体を形成する。したがって、異なるWBCがAO色素で染色された後に、異なるR/G色彩比(緑色発光及び赤色発光)を有する。 For example, the AO dye is intercalated with DNA as a monomer and produces strong green fluorescence upon blue excitation (470 nm excitation for WBC, 525 nm green emission). Upon binding to RNA and protein, acridine orange forms an electrostatic complex in the form of a polymer that upon blue excitation produces red fluorescence (470 nm excitation for WBC, PLT, 685 nm red emission). Therefore, different WBCs have different R/G color ratios (green emission and red emission) after being dyed with AO dye.
AO色素は、顆粒球(好中球、好酸球、好塩基球を含む)、リンパ球、単球の3つのWBCを区別することができる。さらに、本発明者らは、RGBフィルタセットに内蔵されたカメラ(又はiPphone)を直接的に用いて、1つの写真からGチャンネルとRチャンネルの緑色と赤色発光を区別することができる。したがって、本発明者らは、2つの別個のフィルタセット(525nm及び685nmバンドパスフィルタ)を用いる必要がある。 The AO dye can distinguish three WBCs of granulocytes (including neutrophils, eosinophils, basophils), lymphocytes, and monocytes. Furthermore, we can directly use the camera (or iPphone) built into the RGB filter set to distinguish the green and red emission of G and R channels from one picture. Therefore, we need to use two separate filter sets (525 nm and 685 nm bandpass filters).
図34に示すように、合計で594個の白血球が計数され、プロットされている。本発明者らは、3つの主な白血球亜集団に対応する3つの異なる領域(眼のためのガイドとして提供される陰影領域)に細胞がクラスター化することを明確に見ることができる。各亜集団の百分率は表に示されており、正常なヒトの血液値とよく一致している。 As shown in FIG. 34, a total of 594 white blood cells are counted and plotted. We can clearly see that the cells cluster in three different areas corresponding to the three major leukocyte subpopulations, the shaded areas provided as a guide for the eye. The percentages for each subpopulation are shown in the table and are in good agreement with blood values in normal humans.
E2.8.ヘマトクリット値の計測
血中血球容積(PCV)又は赤血球容積率(EVF)とも呼ばれるヘマトクリット値(Ht又はHCT)は、血液における赤細胞の体積百分率(%)である。X−CBC設定において、本発明者らは、基板とX−プレートによってすべてのRBCをしっかりと詰める2μmのギャップ間隔を用いる。したがって、この場合のHCTは、総血液量に対するRBC体積に等しい。
E2.8. Measurement of hematocrit value The hematocrit value (Ht or HCT), also called blood cell volume (PCV) or red blood cell volume fraction (EVF), is the volume percentage (%) of red cells in blood. In the X-CBC setting, we use a 2 μm gap spacing that tightly packs all RBCs with the substrate and X-plate. Therefore, the HCT in this case is equal to the RBC volume relative to the total blood volume.
E2.10.乾燥AO色素によるWBC染色速度
30s、10min、30min、90min後に、WBCを乾燥AO色素で染色した。プレート表面上の乾燥AO色素を用いたCROFプロセスにおいて、AO色素は、WBCを1min未満で完全に染色することができ、長時間経過しても他の領域には影響を及ぼさない。また、結合AOは、非結合色素よりも強い蛍光を発するので、洗浄工程が必要ではなかった。
E2.10. WBC Staining Speed with Dry AO Dye After 30 s, 10 min, 30 min, 90 min, WBC was dyed with dry AO dye. In the CROF process with dry AO dye on the plate surface, the AO dye can stain WBC completely in less than 1 min and does not affect other areas over time. Also, the bound AO fluoresces stronger than the unbound dye, so no washing step was required.
E2.11.WBCを染色する他の非蛍光色素
WBCを染色する非蛍光色素は、WBC計数ステップを簡略化することができる。クリスタルバイオレット又はゲンチアナバイオレット(メチルバイオレット10B又はヘキサメチルパラクロロアニリンクロライドとしても呼ばれる)は、WBCの核を染色するために用いることができるトリアリールメタン色素である。AO色素と同様に、1mg/mL、30μLのアクリジンオレンジ色素を水中でスライドガラス上の1cm2の面積で1時間乾燥させた。次に、X−CBC実験プロセスを繰り返す。WBCは紫色に染色される。このような方法の1つの欠点は、WBC亜集団を区別することが難しいことである。
E2.11. Other non-fluorescent dyes that stain WBC Non-fluorescent dyes that stain WBC can simplify the WBC counting step. Crystal Violet or Gentian Violet (also referred to as Methyl Violet 10B or Hexamethylparachloroaniline chloride) is a triarylmethane dye that can be used to stain the nuclei of WBCs. Similar to AO dye, 1 mg/mL, 30 μL of acridine orange dye was dried in water for 1 hour on a glass slide with an area of 1 cm 2 . Then the X-CBC experimental process is repeated. WBC stains purple. One drawback of such a method is that it is difficult to distinguish WBC subpopulations.
E2.12.CROPによる抗凝固剤が不要な血液検査
本発明の1つの利点は、実験的に観察されるように、計数を支援するために抗凝固剤を用いる必要がないことである。本発明者らの実験において、CROF装置において間隔が2μm、3μm、及び10μmで、血液面積が1cm×1cmのX−プレート上の血液試料を検査した。0minから80minまでの期間において、10minごとに、中心から縁部までの5つの典型的な点での試料の写真を撮影した。検査したすべての試料は、抗凝固剤を含まない。所与の実験条件で、観察期間において閉鎖構成で血液試料が凝集しなかったことが観察された。これは、(1)約2μm間隔(閉鎖構成での試料厚さ)を有するCROFが血液細胞を互いに離し、(2)CROFプレートが血液細胞の大部分を酸素から保護するためである。
E2.12. CROP Anticoagulant-Free Blood Tests One advantage of the present invention is that, as observed experimentally, it is not necessary to use anticoagulants to aid counting. In our experiments, blood samples on X-plates with a blood area of 1 cm x 1 cm were examined in a CROF device with intervals of 2 μm, 3 μm, and 10 μm. Photographs of the sample at five typical points from the center to the edge were taken every 10 min for a period of 0 min to 80 min. All tested samples do not contain anticoagulants. It was observed that for a given experimental condition, the blood sample did not aggregate in the closed configuration during the observation period. This is because (1) CROFs with about 2 μm spacing (sample thickness in closed configuration) separate blood cells from each other, and (2) CROF plates protect most of the blood cells from oxygen.
E2.13 CROF及びiPhoneを使用する血球計数における更なる実験
他の実験において、本発明者らは、個人が彼女/彼自身によりスマートフォンを用いて1滴未満の血液(<1μL)で20秒足らずで血球計数を行うことを可能にする技術及び小型使いやすい装置を検査しかつ検証する。人がする必要のあるのは、刺された指からの微量(任意の未知量)の血液をカードと接触させ、カードを閉じてスマートフォンで撮影することである。
Further Experiments in Blood Counts Using the E2.13 CROF and iPhone In another experiment, we found that an individual could use her/his own smartphone with less than one drop of blood (<1 μL) in less than 20 seconds. Inspect and verify the technology and small, easy-to-use equipment that allows you to perform blood cell counts in. What a person needs to do is to bring a small amount (any arbitrary unknown amount) of blood from a pricked finger into contact with the card, close the card and shoot with a smartphone.
本発明の一態様は、厚さが1つのみの赤血球(約2um)で、かつ2つのプレートの間に閉じ込められた均一な血液層に、血液滴を正確に再形成することにより、血球計数における前例のない利点を提供する観察である。利点は、(i)抗凝固剤が添加されない新鮮な未希釈の全血であるため、血球は互いによく分離され、凝固せず、撮像により容易に認識することができることと、(ii)試料は、蒸発(検査領域において)がほぼゼロであり、長期間にわたって血球濃度を一定に保持することとを含む。本発明者らが開発した第2の重要な技術は、CROFカード(手で操作された折り畳み可能、使い捨て、切手サイズ(幅が1インチで、紙のように薄い)のプラスチックフィルム)を使用して、血液再形成を実行し、再形成された血液試料の厚さ(これにより体積)を計測し、予め塗布した乾燥試薬を血液に(必要に応じて)混合する(すべての機能を1回で5秒足らずで完了する)、「圧縮調節開放流」(CROF)と呼ばれる。ここで報告された最近の2つの技術は、スマートフォン撮像用の小型マッチボックスサイズの光学アダプタ、及びスマートフォンを制御して画像を分析するためのソフトウェアである。スマートフォンによる方法(「CROFと撮像を使用する血球計数」又はBCI)を、標準市販機械、市販の手動血球計及び顕微鏡撮像(スマートフォンの代わりに)と比較して検証する。2タイプ(被験者に貯蔵された新鮮な)の血液を使用する42種以上の検査を各方法について行い、赤血球(RBC)、白血球(WBC)、血小板、3つのWBC差分、ヘマトクリット値(HCT)及び平均赤血球体積(MCV)を計測する。検証によると、スマートフォンによるBCIは、市販の手動血球計(さらに改善することができる)と同じ精度又はそれ以上の精度を有し、かつ市販の機器と同じ日常の安定性を有する。明らかに、BCI技術は、細胞イメージング、免疫学的アッセイ、核酸アッセイ、個人健康モニタリング、及び他の生化学的検出において、広くかつ重要な用途を有する。 One aspect of the present invention is the accurate counting of blood droplets in red blood cells with only one thickness of red blood cells (approximately 2 um) and in a uniform blood layer confined between two plates. Is an observation that offers unprecedented advantages in. The advantage is that (i) the fresh undiluted whole blood without the addition of anticoagulant, the blood cells are well separated from each other, do not clot and can be easily recognized by imaging, and (ii) the sample Evaporation (in the examination area) is almost zero, and the blood cell concentration is kept constant for a long period of time. A second important technology developed by the inventors is to use a CROF card (hand-operated, foldable, disposable, stamp size (1 inch wide, paper-like thin) plastic film). Perform a blood reconstitution, measure the thickness (and thereby the volume) of the reconstituted blood sample, and mix the pre-applied dry reagent with the blood (if necessary) (all functions once It takes less than 5 seconds to complete) and is called "compression controlled open flow" (CROF). The two recent technologies reported here are a small matchbox-sized optical adapter for smartphone imaging and software for controlling the smartphone to analyze images. The smartphone method ("hemocyte counting using CROF and imaging" or BCI) is validated in comparison with standard commercial machines, commercial manual hemocytometers and microscope imaging (instead of smartphones). Forty-two or more tests using two types of blood (freshly stored in the subject) were performed for each method, including red blood cells (RBC), white blood cells (WBC), platelets, three WBC differences, hematocrit (HCT) and Mean red blood cell volume (MCV) is measured. By verification, BCI with a smartphone has the same or better accuracy as a commercially available manual hemacytometer (which can be further improved) and has the same daily stability as commercially available devices. Clearly, BCI technology has wide and important applications in cell imaging, immunological assays, nucleic acid assays, personal health monitoring, and other biochemical detections.
BCI装置は、使い捨ての切手サイズのプラスチック製CROFカード(1インチ×1インチの面積、紙のように薄い)、スマートフォン、及びマッチボックスサイズの光学アダプタ(1.5×1.5インチ×0.7インチ(L×W×H))の3つのハードウェアコンポーネントと、スマートフォンを制御し、ユーザインタフェースを作成し、血球を分析するソフトウェアとを含む。それらのすべて(スマートフォンを除く)は、発明者によって設計されかつ開発される。レンズ、ミラー、及びフィルタを含む光学アダプタ(「アダプタ」)は、スマートフォンに取り付けられ、スマートフォンのフラッシュライト及びカメラをそれぞれ光源及び検査用イメージャとする。光学アダプタはさらに、CROFカードをカメラ正面の適切な位置にスライドさせるためのスロット(図30)を有する。本発明者らの現在の検査において、iPhone−6を使用する。
The BCI device is a disposable postage stamp size plastic CROF card (1" x 1" area, thin like paper), a smartphone, and a matchbox size optical adapter (1.5 x 1.5"
BCIを使用した血液検査(図30)では、まず1人が指を刺した後、カードに触れて少量(任意の未知の体積)の血液(例えば1滴未満(<1μL))を指からCROFカードに直接付着させ、カードを閉じ、カードを光学アダプタに挿入し、最後にスマートフォンを使用して該カードを撮影する。撮影された写真から、ソフトウェアは、分析し、かつ血球数及び他のパラメータを与える。CROFカードへの血液の付着から血球数の表示までの合計時間は、スマートフォン上の結果が12〜19秒であり、CROFカードに血液を付着させるために1〜2秒で、カードを閉じるために3〜5秒で、カードをアダプタに挿入するために2〜4秒で、画像を撮像するために3〜5秒で、及び分析を終了して血球数の結果を表示するために3秒である。 In the blood test using BCI (Fig. 30), first, one person pierces a finger, and then touches the card to touch a small amount (for example, an unknown volume) of blood (for example, less than 1 drop (<1 µL)) from the finger to the CROF Attach directly to the card, close the card, insert the card into the optical adapter, and finally use the smartphone to take a picture of the card. From the pictures taken, the software analyzes and gives blood counts and other parameters. The total time from attaching blood to the CROF card to displaying the blood cell count is 12 to 19 seconds on the smartphone. It is 1 to 2 seconds for attaching blood to the CROF card, and for closing the card. 3-5 seconds, 2-4 seconds to insert the card into the adapter, 3-5 seconds to take an image, and 3 seconds to finish the analysis and display blood count results. is there.
BCIの1つの重要な革新は、本発明者らが開発したCROFカード技術[Ref]である。CROFカードは、2枚の薄いプラスチックを含み、それぞれ面積が約1インチ×1インチであり、1枚の紙の厚さであり、1つのエッジで別のプラスチックとヒンジ結合される(図30)(ヒンジ結合は必要ではないが、便利であることに注意する)。CROFカードは、血液試料の処理時に、(i)CROFの2つのプレートによって閉じ込められた重要な領域(〜500mm2)で、付着した形状(例えば、直径2mm、高さ0.4mmの溜まり)から血液試料を厚さが2μm(元の厚さの約1/200)の均一なフィルムに迅速に(例えば1秒)広げる機能と、(ii)2μmの厚さに達すると、試料の厚さの更なる減少を停止する機能と、(iii)手がプレスから解放されても、均一な2umの厚さを保持する(すなわち、血液とプレートとの間の毛細管力に起因する自己保持)機能と、(iv)このような薄い厚さで、試料の蒸発を防止する(すなわち、2つのプレートによって閉じ込められることにより、蒸発は血液膜の縁部のみで発生し、かつ試料の検査領域において長時間にわたって蒸発がゼロである)機能という重要な機能を提供する。実験的に、光学干渉(すなわち、CROFカードの2つの内表面からのファブリ・ペロー効果)を使用して、本発明者らは、Essenlix会社のCROFカードが少なくとも20mm×20mmの面積内に、5%の均一性(すなわち、100nm)で2μmの均一な厚さを保持することができることを発見した。
One important innovation of BCI is the CROF card technology [Ref] developed by the present inventors. The CROF card contains two thin plastics, each about 1 inch by 1 inch in area, one sheet thick and hinged to another plastic at one edge (Figure 30). (Note that a hinged connection is not necessary, but it is convenient). The CROF card is (i) an important area (~500 mm 2 ) confined by the two plates of the CROF during processing of the blood sample, from the attached shape (eg pool of 2 mm diameter, 0.4 mm height). The ability to quickly (eg, 1 second) spread a blood sample onto a uniform film with a thickness of 2 μm (about 1/200 of the original thickness), and (ii) reach a thickness of 2 μm The ability to stop further reduction and (iii) the ability to hold a
従来の方法に比べて、CROFカードは、血球計数に重要でかつ前例のない利点をいくつか提供する。最も顕著な利点は、本発明者らの観察した結果、血液滴が1つのみの赤血球(約2um)の厚さに再形成され、かつ2つのプレートの間の均一な血液層に閉じ込められる時に、(i)抗凝固剤が添加されない新鮮な未希釈の全血中の血球は互いによく分離され、凝固せず、血球の動きがはるかに少なく、かつ撮像により容易に認識することができることと、(ii)血液試料は、検査領域において蒸発がほぼゼロであり、これにより長期間にわたって血球濃度を一定に保持することとを含む。 Compared to conventional methods, the CROF card offers some important and unprecedented advantages for blood cell counting. The most striking advantage is, as we have observed, when the blood drop reforms to a thickness of only one red blood cell (about 2 um) and is confined to a uniform blood layer between the two plates. , (I) blood cells in fresh undiluted whole blood without the addition of anticoagulant are well separated from each other, do not clot, have much less movement of blood cells and are easily recognizable by imaging, (Ii) The blood sample includes substantially zero evaporation in the test area, thereby maintaining a constant blood cell concentration for an extended period of time.
CROFカードの第2の重要な利点は、(試料厚さが決定されるので)血液試料の体積の「自動」計測である。第3の重要な利点は、血液試料の最小量を使用する(流体の入口又は出口、又は任意の試料転送チャネル及び/又は装置がないため)ことである。他の利点は、(i)数秒でCROFカードの表面上の乾燥試薬と試料を混合することができること、(ii)簡単かつ迅速であり、手で操作されること、及び(iii)便利でコストが低いことである。 The second important advantage of the CROF card is the "automatic" measurement of the volume of the blood sample (since the sample thickness is determined). A third important advantage is the use of a minimum amount of blood sample (because there is no fluid inlet or outlet, or any sample transfer channel and/or device). Other advantages are (i) being able to mix the sample with the dry reagent on the surface of the CROF card in a few seconds, (ii) simple and fast, being manually operated, and (iii) convenient and costly. Is low.
2つのプレートの間に閉じ込められた血液試料を撮像することによる血球計数の方法は、150年以上の歴史を持ち、かつ市販の手動血球計の基礎であるが、私たちの知る限りでは、誰も1つの赤血球の厚さのような均一な厚さのプレートに閉じ込められた血液層を使用して、血球計数を行ったことはなく、かつ誰も1つの赤血球の厚さ又はその付近にある均一な閉じ込められた血液試料で血球挙動を検査したことはない。従来の撮像に基づく方法において、血液試料の閉じ込め間隔は赤血球の厚さより大きいため、赤血球の重なり(これによるミスカウント)を回避するために、血液試料を希釈する(常に抗凝固剤を使用する)必要がある。本発明者らの研究において、2つのプレートの間に閉じ込められ、かつ1つの赤血球の厚さ又はそれよりわずかに大きい又は小さい厚さの均一な試料厚さを有する全血試料中の血球の興味深い挙動を観察する。CROFカードの閉じ込めギャップ(すなわち、試料厚さ)に応じて、血球の挙動は大幅に異なる。 The method of blood cell counting by imaging a blood sample trapped between two plates has a history of over 150 years and is the basis of commercially available manual hemocytometers, but to our knowledge, Has never performed a hemocytometer using a blood layer confined to a plate of uniform thickness, such as one red blood cell thickness, and no one is at or near one red blood cell thickness We have not tested blood cell behavior on homogeneous confined blood samples. In conventional imaging-based methods, the blood sample confinement interval is greater than the red blood cell thickness, so the blood sample is diluted (always use anticoagulant) to avoid red blood cell overlap (and thus miscounting). There is a need. In our study, the interest of blood cells in whole blood samples confined between two plates and having a uniform sample thickness of one red blood cell thickness or slightly greater or less than that Observe the behavior. Depending on the confinement gap (ie sample thickness) of the CROF card, the behavior of blood cells will differ significantly.
本発明者らはまず、刺された指からCROFカードへの、抗凝固剤が添加されない新鮮な未希釈の全血を観察する(図31.a)。2umの閉じ込めギャップについて、光学顕微鏡画像によると、全ての血液細胞(RBC、WBC、PLT)は、試料の平面内で互いに離れており(すなわち、重なることはない)、かつ各RBCは、陰影のある中心を有する各細胞を取り囲む明確な境界を有し、かつ各境界は他のRBCの境界と交差しない。さらに、撮像期間に、細胞運動はほとんど観察しない。このような挙動の1つの説明は、2umの閉じ込めギャップが赤血球の平均厚さよりわずかに小さく、各RBCは、閉じ込めプレートによってわずかに挟まれ、他の細胞が重なる空間を残さないため、移動することができないことである。明らかに、2umのギャップにおける細胞の挙動は、撮像による細胞計数に最適な条件を与える。 We first observe fresh undiluted whole blood without anticoagulant added from the pricked finger to the CROF card (FIG. 31.a). For a 2 um confinement gap, light microscopy images show that all blood cells (RBC, WBC, PLT) are separated (ie, non-overlapping) from each other in the plane of the sample, and each RBC is shaded. It has a well-defined boundary surrounding each cell with a center, and each boundary does not intersect the boundaries of other RBCs. Furthermore, during the imaging period, almost no cell movement is observed. One explanation for this behavior is that the 2 um confinement gap is slightly smaller than the average thickness of red blood cells, and each RBC is slightly pinched by the confinement plates, leaving no room for other cells to move and therefore migrate. Is something that cannot be done. Clearly, the behavior of cells in the 2 um gap provides optimal conditions for cell counting by imaging.
しかしながら、2.2umのギャップで、いくつかのRBCは、他のRBCと重なることを開始するが、血小板が重なることを観察しない。考えられる理由は、血小板がPLTと重なるために十分な空間がないことである。2.6um及び3umのギャップにおいて、より多くのRBCが重なり、3つのRBCの重なりは目に見えるようになり、かつ血小板はRBCと重なる。これらの重なりは、ギャップとともに増加する。これらの撮像による血球計数は、2.2um、2.6um、及び3umのギャップで可能であるが、精度がギャップの増加とともに低下する。5um及び10umのギャップで、大量の細胞は重なり(例えば、凝固)、RBC重なりが見え、かつ多くのRBCは、撮像面に対するRBCの回転(大きいギャップが回転を可能にする)による狭い楕円形を有する。明らかに、これらのギャップで血球を正確に計数することは、不可能ではないにしても、非常に困難である。 However, at the 2.2 um gap, some RBCs begin to overlap with other RBCs, but do not observe platelet overlap. A possible reason is that there is not enough space for platelets to overlap PLT. At the 2.6 um and 3 um gaps, more RBCs overlap, the overlap of three RBCs becomes visible, and platelets overlap with RBCs. These overlaps increase with the gap. Blood cell counts from these imagings are possible with 2.2 um, 2.6 um, and 3 um gaps, but accuracy decreases with increasing gap. At the 5um and 10um gaps, large numbers of cells overlap (eg, coagulate), RBC overlap is visible, and many RBCs have a narrow elliptical shape due to rotation of the RBC relative to the imaging plane (large gap allows rotation). Have. Clearly, accurate counting of blood cells in these gaps is very difficult, if not impossible.
本発明者らはここで、貯蔵された抗凝固剤含有の未希釈の全血(商業サービス(Bioreclamation会社)によって収集された被験者)を観察すると、本発明者らの研究(図31.b)によると、抗凝固剤が添加されない新鮮な未希釈の血液に比べて、それはCROFカードの閉じ込めギャップに異なる応答を有する。2umのギャップの場合、貯蔵された血液中ので血球挙動は、抗凝固剤が添加されない新鮮な血液と同様である。しかしながら、より大きいギャップの場合、貯蔵された抗凝固剤含有の血液は、抗凝固剤が添加されない新鮮な血液と異なる2D画像挙動を有する。抗凝固剤含有の2umの閉じ込めギャップの場合、RBCは、凝固しないが、(a)互いの頂部に重なることができ、かつ(b)2D平面画像で狭い楕円形に回転し、これらはいずれも細胞計数精度を大幅に低下させることができる。 When we observe here the undiluted whole blood containing the stored anticoagulant (subjects collected by a commercial service (Bioreclamation company)), our study (Fig. 31.b) According to it, it has a different response to the confinement gap of the CROF card compared to fresh undiluted blood without anticoagulant added. In the case of a 2 um gap, the blood cell behavior in the stored blood is similar to that of fresh blood without anticoagulant added. However, for larger gaps, the stored anticoagulant-containing blood has a different 2D imaging behavior than fresh blood without anticoagulant added. In the case of a 2 um confinement gap containing anticoagulant, the RBCs do not coagulate but (a) can overlap each other on top of each other and (b) rotate in a narrow ellipse in a 2D plane image, both of which are The cell counting accuracy can be significantly reduced.
ここで示されたスマートフォンBCIによる血球計数において、CROFカードの閉じ込めギャップ(これにより試料厚さ)を5%より高い精度で2um予め設定する。試料の体積は、CROFカードによって予め設定された試料の厚さと、スマートフォンが撮影した関連のある領域の画像とによって決定される。血球濃度(RBC、WBC、PLT)は、スマートフォンで撮影した画像から関連のある領域で細胞を計数し、かつ関連のある体積で除算することにより決定される。RBCの平均赤血球体積(MCV)は、予め設定された2μmの試料厚さを使用して、2D平面画像の各RBCの面積及び各RBCに関連する平均全体積を計測することにより決定される。ヘマトクリット値は、MCVとRBC濃度の積から決定される。 In the blood cell counting by the smartphone BCI shown here, the confinement gap of the CROF card (thus the sample thickness) is preset to 2 um with an accuracy higher than 5%. The sample volume is determined by the sample thickness preset by the CROF card and the image of the relevant area taken by the smartphone. Blood concentration (RBC, WBC, PLT) is determined by counting cells in the relevant area from the image taken with the smartphone and dividing by the relevant volume. The RBC mean red blood cell volume (MCV) is determined by measuring the area of each RBC of the 2D planar image and the average total volume associated with each RBC using a preset sample thickness of 2 μm. The hematocrit value is determined from the product of MCV and RBC concentration.
3つのWBC差分(顆粒球、リンパ球、単球)を計数するために、本発明者らは、乾燥したアクリジンオレンジ(AO)色素層をCROFカードのうちの1つの表面に置くことにより、血液試料を染色する。AOが核酸を染色し、かつDNAとRNAを異なって染色するため、WBC及びPLTのみを染色し、かつ各細胞中のDNA及びRNAの数量及び割合に応じて異なって染色し、RBCを染色しない。染色の差異により、異なる蛍光波長(例えば、染色されたDNAに対して、525nmの緑色発光で、染色されたRNAに対して、685nmの赤色発光である)及び強度を得て、3つのWBC差分のそれぞれとPLTを認識することが可能である。本発明者らは、CROFカードを使用すると、小さい試料厚さ及びこれによる短い色素拡散時間のために、WBCは5秒未満で予め塗布したAO色素層により染色されることを発見知見。WBCの色素染色及びその蛍光提供に対して、明視野顕微鏡に加えて、WBCを計測する別の方法は、以下の検証で使用される。 To count the three WBC differences (granulocytes, lymphocytes, monocytes), we placed a layer of dried acridine orange (AO) dye on the surface of one of the CROF cards to Stain the sample. Since AO stains nucleic acid and stains DNA and RNA differently, it stains only WBC and PLT and stains differently according to the number and ratio of DNA and RNA in each cell, and does not stain RBC. .. The difference in staining yielded different fluorescence wavelengths (eg, green emission at 525 nm for stained DNA and red emission at 685 nm for stained RNA) and intensities, resulting in three WBC differences. It is possible to recognize each of them and PLT. We have found that when using a CROF card, WBCs are stained by a pre-applied AO dye layer in less than 5 seconds due to the small sample thickness and thus the short dye diffusion time. In addition to brightfield microscopy for dye staining of WBCs and their fluorescence donation, another method of measuring WBCs is used in the following validations.
光学アダプタは、RBCの場合に0.84mm×0.63mm、WBCの場合に2.8mm×2.1mm、PLTの場合に半径0.2mmの円の有効視野を可能にする。現在、光学アダプタは、RBCとWBCを分離するためにスライダー内で移動する必要があり、約5秒の操作時間が追加される。次世代では、スライダーを必要としない複合光学アダプタは開発される。画像分析、ユーザインタフェース及びiPhoneコントロール用の全てのソフトウェアは、独自のコードを作成し、特定のオープンソースコードを使用して構築される。現在、本明細書で提示された全ての血球分析は、次の世代では5秒未満になるPLT分析を除き、画像から血球計数に2秒未満で、本発明者らのソフトウェアによって完了される。 The optical adapter allows an effective field of view of a circle of 0.84 mm x 0.63 mm for RBC, 2.8 mm x 2.1 mm for WBC and a radius of 0.2 mm for PLT. Currently, the optical adapter needs to move within the slider to separate the RBC and WBC, adding about 5 seconds of operating time. In the next generation, compound optical adapters that do not require sliders will be developed. All software for image analysis, user interfaces and iPhone controls is custom coded and built using specific open source code. Currently, all blood cell analyzes presented herein are completed by our software in less than 2 seconds to count blood cells from images, except for PLT analysis which will be less than 5 seconds in the next generation.
スマートフォンBCIを検証するために、本発明者らはそれを以下の4つの異なる参照方法(RM)と比較する。RM−1は、高解像度顕微鏡(ニコンジアフォト反転顕微鏡)と、iPhoneではないDSLRカメラと、光学アダプタとを使用して現在の光学アダプタiPhone BCIと同じ読み取り領域でCROFカードを読み取る。CROFカードの読み取り領域が8mm周期を有する3×3アレイ(合計で9個の読み取り領域)に拡張し、16mm×16mmのCROFカードの領域に均一に分布されることを除いて、RM−2はRM−1と同じである。RM−3は、市販手動血球計(Sigma−Aldrichから購入され、Z359629)と、RM1及び2同じ顕微鏡及びカメラとを使用して撮像するが、撮像領域が3mm×3mmである。手動血球計は、2つの具体的なチャンバを有し、各計測領域が3mm×3mmであり、かつギャップが100μmである。PLTを計測するためには、100倍の血液希釈とRBCの溶解が必要である。RM−4は、市販PoC血球計(最大の血液検査装置企業の1社によって製造される)を使用し、それはフローサイトメトリーを使用し、かつサイズは約1立方フィートで重量が約20ポンドで、コストは約2,0000ドルである。PoC装置は、少なくとも10μLの血液(10滴以上)、血液希釈液、3種類の液体試薬(溶解、希釈及び洗浄)、5分間の操作時間及び30分間の毎日較正を必要とする。比較により、個々の機能と、CROFカード、光学アダプタ及びスマートフォンによる撮像、及び血球計数においてそれらの性能に関連する顕微鏡による撮像の組み合わせ機能とを検査することを可能にする。 To verify the smartphone BCI, we compare it with the following four different reference methods (RM). The RM-1 uses a high resolution microscope (Nikon Dia Photo Inversion Microscope), a non-iphone DSLR camera, and an optical adapter to read the CROF card in the same reading area as the current optical adapter iphone BCI. The RM-2 is different except that the reading area of the CROF card extends to a 3×3 array with a period of 8 mm (9 reading areas in total) and is evenly distributed in the area of the 16 mm×16 mm CROF card. Same as RM-1. RM-3 is imaged using a commercially available manual hemacytometer (purchased from Sigma-Aldrich, Z359629) and the same microscope and camera as RM1 and 2, but the imaging area is 3 mm×3 mm. The manual hemacytometer has two specific chambers, each measurement area is 3 mm×3 mm and the gap is 100 μm. In order to measure PLT, 100-fold blood dilution and RBC lysis are required. The RM-4 uses a commercial PoC hemocytometer (manufactured by one of the largest blood test equipment companies), which uses flow cytometry, and is approximately 1 cubic foot in size and weighs approximately 20 pounds. , The cost is about $20,000. The PoC device requires at least 10 μL of blood (10 drops or more), blood diluent, 3 liquid reagents (lysis, dilution and wash), 5 minutes operating time and 30 minutes daily calibration. The comparison makes it possible to examine the individual functions and the combined functions of the CROF card, the optical adapter and the imaging of the smartphone and the imaging of the microscope in relation to their performance in blood cell counting.
検証には、(i)市販のベンダー(Boreclamation会社)から購入され、抗凝固剤(EDTA)と混合された貯蔵血液と、(ii)2人のボランティアの指から取られた新鮮な血液と(各検査において、指から取られた新鮮な血液を指から、(a)CROFカード検査用のCROFカードに、及び(b)市販のPoC及び手動血球計用のEDTA被覆チューブに、直ちに直接付着させる)の2種類の血液を使用する。数日間にわたって、各方法に合計42の試料を検査した。 For validation, (i) pooled blood purchased from a commercial vendor (Boreclamation company) and mixed with anticoagulant (EDTA), and (ii) fresh blood taken from the fingers of two volunteers ( In each test, fresh blood drawn from the finger is immediately applied directly from the finger to (a) a CROF card for the CROF card test, and (b) EDTA-coated tubes for commercial PoC and manual hemocytometers. ) Two types of blood are used. A total of 42 samples were tested for each method over several days.
合計24個の試料を異なる4日(3個、3個、3個、及び15個の試料)に検査し、血液試料は、最初の3日間に同じロットのものであるが、最終日については異なるロットのものである。新鮮な血液試料において、異なる3日間に合計18個の試料(6個、6個、及び6個の試料)を検査した。 A total of 24 samples were tested on different 4 days (3, 3, 3, and 15 samples) and blood samples were of the same lot for the first 3 days, but for the last day They are in different lots. A total of 18 samples (6, 6 and 6 samples) were tested on fresh blood samples for different 3 days.
検査結果は、多くの重要な事実を示す。(1)所定の血液試料に対して、毎日透視投影CV(変動係数、平均値に対する標準偏差の比)において、スマートフォンBCI(p−BCI)の血球数の日間平均値と4つの参照方法の全ては互いに一致する。 The test results show many important facts. (1) For a given blood sample, in a daily perspective projection CV (variation coefficient, ratio of standard deviation to average value), the daily average value of the blood cell count of a smartphone BCI (p-BCI) and all four reference methods Match each other.
(2)p−BCIとRM−1と比較によると、所定のCROFカード試料に対して、本発明者らが開発した、iPhone及び光学アダプタを使用する血球計数は、高解像度顕微鏡及びDSLRカメラを使用する場合と同じ精度(CV)有する(例えば、RBCについていずれも約12%のCVを有する)(図32)。 (2) Comparing with p-BCI and RM-1, the blood cell count using the iPhone and the optical adapter developed by the present inventors for a predetermined CROF card sample was measured using a high resolution microscope and a DSLR camera. It has the same precision (CV) as used (eg, both have about 12% CV for RBC) (FIG. 32).
(3)RM−1とRM−2との比較によると、CROFカードのマルチフィールド撮像は、現在の単一フィールド撮像より高い精度を提供する。RBCについて、CVは約12%から約6%に改善される。マルチフィールドの表示機能は、より高い精度のために、次世代のスマートフォンBCIに実装される。 (3) According to the comparison of RM-1 and RM-2, the multi-field imaging of CROF card provides higher accuracy than the current single-field imaging. For RBC, CV improves from about 12% to about 6%. The multi-field display function is implemented in the next generation smartphone BCI for higher accuracy.
(4)RM−2とRM−3との比較によると、(i)CROFカードは、より簡単に使えるだけでなく、血球計数において市販の手動血球計と同じか又はそれより良好な細胞計数精度を提供し、かつ(ii)(i)の事実とRM1とRM2の比較を考慮して、マルチフィールドのスマートフォンBCIは、血球計数において市販の手動血球計と同じ又はそれ以上の精度を有するべきである、という結論に至る。現在のCROFカードと手動血球計が同じであるが、変動は様々な理由から生じることをさらに指摘しようとする。血球計に対して、この変動は希釈、溶解及び手動計数から生じるが、CROFカードに対して、現在の変動(RBCに対して約7%)は主に試料厚さの変動(約5%)から生じ、それはさらに改善することができる。 (4) Comparison of RM-2 and RM-3 shows that (i) the CROF card is not only easier to use, but also has the same or better cell counting accuracy as the commercially available manual hemocytometer in blood cell counting. And in view of the facts of (ii) (i) and the comparison of RM1 and RM2, the multi-field smartphone BCI should have the same or better accuracy in blood cell counting as a commercial manual hemacytometer. There is a conclusion that there is. It is further pointed out that while the current CROF card and the manual hemacytometer are the same, the variability arises for a variety of reasons. For hemocytometers this variation results from dilution, lysis and manual counting, whereas for CROF cards the current variation (~7% for RBC) is mainly the variation in sample thickness (~5%). Resulting from, which can be further improved.
(5)スマートフォンBCIは、染色により3つのWBC差分をそれぞれ識別し、かつ緑色の蛍光強度と赤色の蛍光強度との比の関数として、各WBC細胞の強度の比を計測することができる。標準偏差は、他の血球計測の標準偏差と同様である。それは、白血球の各サブタイプが蛍光色の特殊比(それらのRNA(赤色蛍光)とDNA(緑色蛍光)の相対量に依存する)を有し、顆粒球が大量のRNA及び顆粒(したがって赤色蛍光が高く緑色蛍光が低い)を有し、リンパ球が少量のRNA量及び大量のDNA(したがって、赤色蛍光が低く緑色蛍光が高い)を有し、単球が顆粒球とリンパ球との間の赤色蛍光と緑色蛍光との比を有するためである。 (5) The smartphone BCI can identify each of the three WBC differences by staining and measure the intensity ratio of each WBC cell as a function of the ratio of the green fluorescence intensity to the red fluorescence intensity. The standard deviation is similar to that of other blood cell counts. It shows that each subtype of white blood cells has a specific ratio of fluorescent colors (depending on their relative amounts of RNA (red fluorescence) and DNA (green fluorescence)), and that granulocytes have large amounts of RNA and granules (hence red fluorescence). High and low green fluorescence), lymphocytes have low amounts of RNA and high amounts of DNA (hence low red fluorescence and high green fluorescence), and monocytes between granulocytes and lymphocytes. This is because it has a ratio of red fluorescence and green fluorescence.
(6)統計的有意性では、検査された全ての5種類の方法の日間変動(すなわち、毎日)は本質的に同じであり、それはスマートBCIが検査を実施した複数日の期間にわたって、非常に安定していることを示す。 (6) In statistical significance, the daily variability (ie, daily) of all five methods tested was essentially the same, which was very high over the multiple day period during which the smart BCI performed the test. Indicates stable.
最後に、(7)現在の光学撮像ハードウェア及びソフトウェアを使用して、撮像による血球計数は、市販のフローサイトメトリーPoC装置ほど正確ではない(例えば、RBCについて約7%と1%)。しかしながら、(i)現在の精度により、ここで実証されたp−BCIは、健康監視上の重要な価値と遠隔地や発展途上国の臨床的価値を持ち、かつ(ii)より良好な精度を得るために、p−BCIの精度をさらに向上させることができるという2つの重要な事実を認識する必要がある。明らかに、BCI技術は、細胞イメージング、免疫学的アッセイ、核酸アッセイ、個人健康モニタリング及び他の生化学的検出において、広くかつ重要な用途を有する。 Finally, (7) using current optical imaging hardware and software, imaging blood cell counts are not as accurate as commercial flow cytometry PoC devices (eg, about 7% and 1% for RBCs). However, due to its current accuracy, the p-BCI demonstrated here has significant health surveillance value and clinical value in remote and developing countries, and (ii) better accuracy. In order to obtain, it is necessary to recognize two important facts that the accuracy of p-BCI can be further improved. Clearly, BCI technology has wide and important applications in cell imaging, immunological assays, nucleic acid assays, personal health monitoring and other biochemical detections.
本発明の特定の態様は、以下の文献に記載され、かつこれらの文献はすべて様々な目的のために参照により組み込まれる:
2012年4月10日出願の米国特許仮出願第61/622,226号の利益を主張し、2011年5月20日出願のUS2011/037455の§371出願であり、かつ2010年5月21日出願の米国特許仮出願第61/347,178号の利益を主張する2013年6月13日出願の米国特許出願第13/699,270号の一部継続出願である、2013年3月15日出願の米国特許出願第13/838,600号(NSNR−003)、
2010年5月21日出願の米国特許仮出願第61/347,178号の利益を主張し、2011年5月20日出願の国際出願番号US2011/037455の§371出願である、2013年6月13日出願の米国特許出願第13/699,270号(NSNR−001)、並びに
2013年3月15日出願の米国特許仮出願第61/801,424号(NSNR−004PRV)、2013年3月15日出願の米国特許仮出願第61/801,096号(NSNR−005PRV)、2013年3月15日出願の米国特許仮出願第61/800,915号(NSNR−006PRV)、2013年3月15日出願の米国特許仮出願第61/793,092号(NSNR−008PRV)、2013年3月15日出願の米国特許仮出願第61/801,933号(NSNR−009PRV)、2013年3月15日出願の米国特許仮出願第61/794,317号(NSNR−010PRV)、2013年3月15日出願の米国特許仮出願第61/802,020号(NSNR−011PRV)及び2013年3月15日出願の米国特許仮出願第61/802,223号(NSNR−012PRV)。
Particular aspects of the invention are described in the following documents, which are all incorporated by reference for various purposes:
Claiming benefit of US Provisional Application No. 61/622,226 filed April 10, 2012, is a §371 application of US 2011/037455 filed May 20, 2011, and May 21, 2010. March 15, 2013, a continuation-in-part of US patent application Ser. No. 13/699,270, filed June 13, 2013, claiming benefit of filed US provisional application No. 61/347,178. Filed US Patent Application No. 13/838,600 (NSNR-003),
June 2013, which is §371 application of International Application No. US2011/037455 filed May 20, 2011, claiming the benefit of US Provisional Application No. 61/347,178 filed May 21, 2010. US Patent Application No. 13/699,270 (NSNR-001) filed on March 13, and US Provisional Application No. 61/801,424 (NSNR-004PRV) filed March 15, 2013, March 2013. Provisional Application No. 61/801,096 (NSNR-005PRV) filed on 15th March, United States Provisional Application No. 61/800,915 (NSNR-006PRV), filed March 15, 2013, March 2013 Provisional Application No. 61/793,092 (NSNR-008PRV) filed on 15th March, Provisional Application No. 61/801,933 (NSNR-009PRV), filed March 15, 2013, March 2013 Provisional US Patent Application No. 61/794,317 (NSNR-010PRV) filed on 15th March, Provisional US Patent Application No. 61/802,020 (NSNR-011PRV) filed on March 15, 2013 and March 2013 U.S. Provisional Application No. 61/802,223 filed on the 15th (NSNR-012PRV).
本発明の対象物のさらなる例は、以下の列挙された段落で説明される。 Further examples of objects of the present invention are described in the enumerated paragraphs below.
本明細書で使用されるように、用語「適用される」と「構成される」とは、部品、コンポーネント、又は所定の機能を実行するために設計及び/又は意図される他の対象物を指す。したがって、用語「適用される」と「構成される」の使用は、所定の部品、コンポーネント又は所定の機能を実行「可能」な他の対象物ではなく、部品、コンポーネント、及び/又は他の対象物は、機能を実行する目的のために選択、作成、実装、利用、プログラム、及び/又は設計されることを指す。本開示の範囲内で、特定の機能の実行に適する部品、コンポーネント、及び/又は他の対象物は、その機能を実行するように構成されるものとして追加的又は代替的に説明され、逆でも同じである。同様に、特定の機能を実行するように構成されるものとして説明される対象物は、その機能を実行するように動作可能なものとして追加的又は代替的に説明することができる。 As used herein, the terms “applied” and “configured” refer to a part, component, or other object designed and/or intended to perform a given function. Point to. Thus, the use of the terms "applied" and "configured" refers to a component, component, and/or other object, rather than a given part, component, or other object "capable of" performing a function. An object refers to being selected, created, implemented, utilized, programmed, and/or designed for the purpose of performing its function. Within the scope of the present disclosure, parts, components, and/or other objects suitable for performing a particular function are additionally or alternatively described as configured to perform that function, and vice versa. Is the same. Similarly, objects that are described as configured to perform a particular function may additionally or alternatively be described as operable to perform that function.
本明細書で使用されるように、本発明に係る1つ以上の部品、特徴、詳細、構造、実施形態、及び/又は方法を参照して使用される場合、語句「例えば」、語句「例として」及び/又は単に用語「例」及び「例示的」は、説明された部品、特徴、詳細、構造、実施形態、及び/又は方法は例示的なものであり、本発明に係る部品、特徴、詳細、構造、実施形態、及び/方法の限定的な例ではないことを伝えることを意図する。したがって、記載された部品、特徴、詳細、構造、実施形態、及び/又は方法は、限定的、要求及び排他的/網羅的であることを意図するものではなく、構造的及び/又は機能的に類似及び/又は等価な部品、特徴、詳細、構造、実施形態、及び/又は方法を含む他の特徴、詳細、構造、実施形態、及び/又は方法は本開示の範囲内である。 As used herein, when used in reference to one or more parts, features, details, structures, embodiments, and/or methods according to the present invention, the phrase "for example", the phrase "examples" As" and/or simply the terms "examples" and "exemplary" are used to describe the components, features, details, structures, embodiments and/or methods described, and the components, features according to the invention. , Details, structures, embodiments, and/or methods are not intended to be limiting. Therefore, the described parts, features, details, structures, embodiments, and/or methods are not intended to be limiting, required, and exclusive/exhaustive, but structurally and/or functionally Other features, details, structures, embodiments, and/or methods, including similar and/or equivalent parts, features, details, structures, embodiments, and/or methods, are within the scope of the disclosure.
本明細書で使用されるように、1つ以上の実体リストを参照する時に使用される用語「少なくとも1つ」及び「1つ以上」とは、実体リストのうちの任意の1つ以上を指し、かつ実体リスト内に特に記載された各実体と各実体の少なくとも1つに限定されない。例えば、「AとBの少なくとも1つ」(又は同等に「A又はBの少なくとも1つ」又は同等に「A及び/又はBの少なくとも1つ」)は、Aのみ、Bのみ、またはAとBとの組み合わせであってもよい。 As used herein, the terms "at least one" and "one or more" when referring to one or more entity lists refer to any one or more of the entity lists. Moreover, the present invention is not limited to each entity specifically described in the entity list and at least one of each entity. For example, "at least one of A and B" (or equivalently "at least one of A or B" or equivalently "at least one of A and/or B") means only A, only B, or A It may be a combination with B.
本明細書で使用されるように、第1の実体と第2の実体の間に置かれる「及び/又は」用語とは、(1)第1の実体、(2)第2の実体、並びに(3)第1の実体及び第2の実体のうちの1つを指す。「及び/又は」で列挙された複数の実体は、同じように方式で、すなわち、そのように結合された「1つ以上」の実体fであると解釈されるべきである。「及び/又は」という句によって具体的に特定された実体以外に、他の実体は、特定された実体に関連するか否かに関われず、任意に存在してもよい。したがって、非限定的な例として、「A及び/又はB」は、「含む」等のオープンエンド言語と組み合わせて使用される場合、いくつかの実施形態において(B以外の実体を任意に含む)Aのみを指し、特定の実施形態において、(A以外の実体を任意に含む)Bのみを指し、更なる別の実施形態において(他の実体を任意に含む)A及びBの両方を指すことができる。これらの実体は部品、動作、構造、ステップ、操作、値等であってもよい。 As used herein, the term "and/or" that is placed between a first entity and a second entity refers to (1) the first entity, (2) the second entity, and (3) Refers to one of the first entity and the second entity. Multiple entities listed with "and/or" should be construed in the same fashion, ie, "one or more" of the entities f so conjoined. Other entities may optionally be present, other than those specifically identified by the phrase "and/or", whether or not associated with the identified entity. Thus, as a non-limiting example, "A and/or B" is used in combination with an open-ended language such as "includes" in some embodiments (optionally includes entities other than B). Refer only to A, in certain embodiments only to B (optionally including entities other than A), and in yet another embodiment to both A and B (optionally including other entities) You can These entities may be parts, actions, structures, steps, operations, values, etc.
任意の特許、特許出願、又は他の参考文献は、参照により本明細書に組み込まれ、かつ(1)矛盾方式で用語を定義し、かつ/又は(2)他の方式で本開示の組み込まれていない部分もしくは他の組み込まれた参考文献のいずれかと矛盾し、本発明の組み込まれていない部分は制御し、かつ、その中の用語又は組み込まれた開示は、用語が定義される参照及び/又は組み込まれた開示が本来存在する参照に関してのみを制御するべきである。 Any patents, patent applications, or other references incorporated herein by reference and (1) defining terms in a conflicting manner and/or (2) incorporating the disclosure in other manners Conflicting with any portion or other incorporated reference, the unincorporated portion of the invention controls and the term or incorporated disclosure therein is the reference and/or term in which the term is defined. Or, the embedded disclosure should be controlled only with respect to the reference for which it is inherently present.
以下の特許請求の範囲は、開示された発明に向けられた新規かつ非自明な特定の組み合わせと部分的組み合わせを特に指摘すると考えられる。特徴、機能、要素、及び/又は特性の他の組み合わせ又は部分的組み合わせに具体化された発明は、本発明の請求項の補正又は本願又は関連出願における新規の請求の提示によって要求されてもよい。そのような修正又は新しい請求項は、それらが異なる発明に向けられたものであっても、同じ発明に向けられたものであっても、異なるか、より広いか、より狭いか、或いは当初の特許請求の範囲に等しいか否かに関わらず、本開示の発明の対象物内に含まれるものとも見なされる。 It is believed that the following claims particularly point out novel and non-obvious specific combinations and subcombinations directed to the disclosed invention. Inventions embodied in other combinations or subcombinations of features, functions, elements, and/or characteristics may be required by amendment of the claims of the present invention or presentation of new claims in the present application or related applications. .. Such amendments or new claims may be different, wider, narrower, or different from the original invention, whether they are directed to different inventions or the same invention. It is also considered to be included within the subject matter of the disclosed invention, whether or not it is equal to the claims.
Claims (83)
(b)異なる構成になるように互いに対して移動可能な第1のプレートと第2のプレートを取得するステップであって、それぞれのプレートが、平坦な試料接触面を有し、1つ又は2つのプレートが可撓性であり、前記プレートの1つ又は2つはそれぞれの試料接触面に固定されたスペーサを含み、前記スペーサは、柱形状、平坦な上面、所定の均一な高さ、及び、前記分析物の大きさより少なくとも2倍大きい所定の一定のスペーサ間距離を有し、前記スペーサのヤング率と前記スペーサの充填率との乗算値は、2MPa以上であり、前記充填率は、全プレート面積に対するスペーサ接触面積の比である、ステップ、
(c)前記プレートが開放構成で構成されている時に、前記試料を前記プレートの1つ又は2つに付着させるステップであって、前記開放構成は、前記2つのプレートが部分的又は完全に離れておりかつ前記プレート間の間隔が前記スペーサにより調節されない、構成である、ステップ、
(d)(c)の後、前記2つのプレートを一体にして閉鎖構成にするステップであって、前記試料の少なくとも一部が均一な厚さの層を形成し、前記均一な厚さが前記プレートの前記試料接触面によって制限され、前記層の前記均一な厚さが前記スペーサと前記プレートによって調節される、ステップ、並びに
(e)前記プレートが前記閉鎖構成にある間に、前記均一な厚さの層内の前記分析物を分析するステップ
を含む、試料を分析するための方法。 (A) step of preparing a sample containing the obtained analyte,
(B) obtaining a first plate and a second plate that are movable relative to each other in different configurations, each plate having a flat sample contact surface, one or two One plate is flexible, one or two of said plates comprising spacers fixed to their respective sample contact surfaces, said spacers having a pillar shape, a flat top surface, a predetermined uniform height, and Has a predetermined constant distance between spacers that is at least twice as large as the size of the analyte, and the product of the Young's modulus of the spacer and the filling rate of the spacer is 2 MPa or more, and the filling rate is The ratio of spacer contact area to plate area, step,
(C) attaching the sample to one or two of the plates when the plates are configured in an open configuration, the open configuration wherein the two plates are partially or completely separated. And the spacing between the plates is not adjusted by the spacers,
(D) After (c), the two plates are integrated into a closed configuration, wherein at least a portion of the sample forms a layer of uniform thickness, the uniform thickness being Limited by the sample contacting surface of the plate, the uniform thickness of the layer being adjusted by the spacer and the plate, and (e) the uniform thickness while the plate is in the closed configuration. A method for analyzing a sample, comprising the step of analyzing said analyte in a layer of fish.
を含み、
i.前記プレートが、異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、
ii.1つ又は2つのプレートが可撓性であり、
iii.各前記プレートが、そのそれぞれの表面上に、分析物を含む試料と接触するための試料接触領域を有し、
iv.前記プレートの1つ又は2つが、それぞれの試料接触領域に固定された前記スペーサを含み、前記スペーサは、柱形状、平坦な上面、所定の均一な高さ、及び、前記分析物の大きさより少なくとも2倍大きい所定の一定のスペーサ間距離を有し、少なくとも1つの前記スペーサは、前記試料接触領域内にあり、かつ前記スペーサのヤング率と前記スペーサの充填率との乗算値は、2MPa以上であり、
前記充填率は、全プレート面積に対するスペーサ接触面積の比であり、1つの構成は、前記2つのプレートが離れており前記プレート間の間隔が前記スペーサにより調節されずかつ前記試料が前記プレートの1つ又は2つに付着する、開放構成であり、かつ
別の構成は、前記試料が前記開放構成で付着した後に構成された閉鎖構成であり、前記閉鎖構成では、前記試料の少なくとも一部は、前記2つのプレートにより圧縮されて非常に均一な厚さの層になり、前記層の均一な厚さは、前記プレートの前記試料接触表面により制限され、前記スペーサ及び前記プレートにより調節される、試料を分析するための装置。 Including a first plate, a second plate, and a spacer,
i. The plates are movable relative to each other in different configurations,
ii. One or two plates are flexible,
iii. Each said plate has a sample contact area on its respective surface for contacting a sample containing an analyte,
iv. One or two of the plates includes the spacers fixed to respective sample contact areas, the spacers having a columnar shape, a flat upper surface, a predetermined uniform height, and at least the size of the analyte. Has a predetermined constant inter-spacer distance that is two times larger, at least one of the spacers is in the sample contact region, and the product of the Young's modulus of the spacer and the filling rate of the spacer is 2 MPa or more. Yes,
The fill factor is the ratio of the spacer contact area to the total plate area, and one configuration is that the two plates are separated and the spacing between the plates is not adjusted by the spacer and the sample is one of the plates. Attached to one or two, an open configuration, and another configuration is a closed configuration configured after the sample is attached in the open configuration, wherein in the closed configuration at least a portion of the sample comprises: A sample compressed by the two plates into a layer of very uniform thickness, the uniform thickness of the layers being limited by the sample contact surface of the plate and adjusted by the spacer and the plate. Device for analyzing.
i.フォトルミネセンス、エレクトロルミネッセンス、及び電気化学発光から選択される発光、
ii.表面ラマン散乱、
iii.抵抗、静電容量、及びインダクタンスから選択される電気的インピーダンス、又は
iv.i.〜iii.の任意の組み合わせ
を計測するステップを含む、請求項1、4、6、8、10、12、14、又は16に記載の方法。 The analyzing step (e) includes
i. Luminescence selected from photoluminescence, electroluminescence, and electrochemiluminescence,
ii. Surface Raman scattering,
iii. Electrical impedance selected from resistance, capacitance, and inductance, or iv. i. ~ Iii. 17. The method of claim 1 , 4 , 6, 8, 10, 12, 14, or 16, comprising measuring any combination of.
i.フォトルミネセンス、エレクトロルミネッセンス、及び電気化学発光から選択される発光、
ii.表面ラマン散乱、
iii.抵抗、静電容量、及びインダクタンスから選択される電気的インピーダンス、又は
iv.i.〜iii.の任意の組み合わせ
を計測することを含む、請求項3、5、7、9、11、13、15、17、19、又は21に記載の装置。 Further comprising an analyzer for analyzing the sample, the analyzer comprising:
i . Luminescence selected from photoluminescence, electroluminescence, and electrochemiluminescence,
ii. Surface Raman scattering,
iii. Electrical impedance selected from resistance, capacitance, and inductance, or iv. i. ~ Iii. It includes measuring any combination of apparatus of claim 3,5,7,9,11,13,15,17,19 or 21.
(i)該複数のスケールマークの少なくとも一部が周期的に配列された前記スペーサを含み、
(ii)該イメージャは該スケールマークと前記装置とを画像化し、
(iii)該プロセッシング装置は該イメージャにより画像化された一つまたは複数の画像を処理する、
請求項3、5、7、9、11、13、15、17、19、又は21に記載の装置。 Further including a plurality of scale marks, an imager, and a processing device,
(I) At least a part of the plurality of scale marks includes the spacers arranged periodically,
(Ii) the imager images the scale mark and the device,
(Iii) the processing device processes one or more images imaged by the imager,
Device according to claim 3, 5, 7, 9, 11, 13 , 15 , 17 , 19 or 21 .
ii.該イメージャからの一つまたは複数の画像を処理するためのプロセッシング装置
をさらに含み、
該プロセッシング装置は、画像処理アルゴリズムを用いて該一つまたは複数の画像を処理し、かつ、該画像処理アルゴリズムは、粒子数アルゴリズム、LUT(ルックアップテーブル)フィルタ、粒子フィルタ、パターン認識アルゴリズム、形態学的決定アルゴリズム、ヒストグラム、ラインプロファイル、地形表現、2進数換算、カラーマッチングプロファイルからなる群より選択される一つまたは複数を含む、請求項3、5、7、9、11、13、15、17、19、又は21に記載の装置。 i. An imager for imaging the device; and
ii. Further comprising a processing device for processing one or more images from the imager,
The processing device processes the one or more images using an image processing algorithm, and the image processing algorithm is a particle number algorithm, a LUT (lookup table) filter, a particle filter, a pattern recognition algorithm, a form. 6. One or more selected from the group consisting of a geometric determination algorithm, a histogram, a line profile, a terrain representation, a binary conversion, and a color matching profile . The device according to 17, 19, or 21 .
iv.前記装置の異なる領域を画像化するように構成された走査機
をさらに含み、
スペーサがスペーサの周期的なアレイを含む、請求項3、5、7、9、11、13、15、17、19、又は21に記載の装置。 iii. An imager for imaging the device; and
iv. Further comprising a scanner configured to image different areas of the device,
22. The device of claim 3, 5, 7, 9, 11, 13 , 15 , 17 , 19, or 21 , wherein the spacer comprises a periodic array of spacers.
(i)該複数のスケールマークの少なくとも一部が周期的に配列された前記スペーサを含み、
(ii)該イメージャは該スケールマークと前記装置とを画像化し、
(iii)該プロセッシング装置は該イメージャにより画像化された一つまたは複数の画像を処理する、請求項1、4、6、8、10、12、14、又は16に記載の方法。 The device further comprises a plurality of scale marks, an imager, and a processing device,
(I) At least a part of the plurality of scale marks includes the spacers arranged periodically,
(Ii) the imager images the scale mark and the device,
(Iii) The method of claim 1 , 4 , 6, 8, 10, 12, 14, or 16 , wherein the processing device processes one or more images imaged by the imager.
i.前記装置を画像化するためのイメージャ;および、
ii.該イメージャからの一つまたは複数の画像を処理するためのプロセッシング装置
をさらに含み、
該プロセッシング装置は、画像処理アルゴリズムを用いて該一つまたは複数の画像を処理し、かつ、該画像処理アルゴリズムは、粒子数アルゴリズム、LUT(ルックアップテーブル)フィルタ、粒子フィルタ、パターン認識アルゴリズム、形態学的決定アルゴリズム、ヒストグラム、ラインプロファイル、地形表現、2進数換算、カラーマッチングプロファイルからなる群より選択される一つまたは複数を含む、請求項1、4、6、8、10、12、14、又は16に記載の方法。 The device is
i. An imager for imaging the device; and
ii. Further comprising a processing device for processing one or more images from the imager,
The processing device processes the one or more images using an image processing algorithm, and the image processing algorithm is a particle number algorithm, a LUT (lookup table) filter, a particle filter, a pattern recognition algorithm, a form. 15. A geometric determination algorithm, a histogram, a line profile, a terrain representation, a binary conversion, and one or more selected from the group consisting of color matching profiles . Or the method according to 16 .
i.前記装置を画像化するためのイメージャ;および、
ii.前記装置の異なる領域を画像化するように構成された走査機
をさらに含み、
スペーサがスペーサの周期的なアレイを含む、請求項1、4、6、8、10、12、14、又は16に記載の方法。 The device is
i. An imager for imaging the device; and
ii. Further comprising a scanner configured to image different areas of the device,
17. The method of claim 1 , 4 , 6, 8, 10, 12, 14, or 16 , wherein the spacer comprises a periodic array of spacers.
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